IEEE 802.1Q

معيار IEEE 802.1Q ، المعروف اختصارًا بـ Dot1q ، هو معيار الشبكات الذي يدعم الشبكات المحلية الافتراضية (VLANs) على شبكة إيثرنت IEEE 802.3 . يحدد هذا المعيار نظامًا لتمييز إطارات الإيثرنت باستخدام VLAN ، والإجراءات المصاحبة التي تستخدمها الجسور والمحولات لمعالجة هذه الإطارات. كما يتضمن المعيار أحكامًا لآلية تحديد أولويات جودة الخدمة، والمعروفة باسم IEEE 802.1p، ويحدد بروتوكول تسجيل السمات العامة (GAPTP) .

يمكن لأجزاء الشبكة التي تدعم تقنية VLAN (أي المتوافقة مع معيار IEEE 802.1Q) أن تتضمن علامات VLAN. عند دخول إطار بيانات إلى هذا الجزء من الشبكة، تُضاف علامة لتمثيل انتماء الإطار إلى شبكة VLAN. ^{[ أ ]} يجب أن يكون كل إطار بيانات قابلاً للتمييز ضمن شبكة VLAN واحدة فقط. يُفترض أن الإطار الموجود في الجزء من الشبكة الذي لا يحتوي على علامة VLAN يمر عبر شبكة VLAN الأصلية .

طُوِّر هذا المعيار من قِبَل فريق عمل IEEE 802.1 التابع للجنة معايير IEEE 802 ، ولا يزال يُراجع باستمرار مع إدخال تعديلات بارزة، منها IEEE 802.1ad و IEEE 802.1ak و IEEE 802.1s . وقد تضمن تعديل 802.1Q-2014 معيار IEEE 802.1D-2004 ، الذي كان يُعرّف في الأصل الربط وبروتوكول الشجرة الممتدة . ^{[ 1 ]}

إدراج علامة 802.1Q في إطار إيثرنت

يُضيف معيار 802.1Q حقلاً بطول 32 بت بين عنوان MAC المصدر وحقول EtherType للإطار الأصلي. وبموجب هذا المعيار، يزداد الحد الأقصى لحجم الإطار من 1518 بايت إلى 1522 بايت. يبقى الحد الأدنى لحجم الإطار 64 بايت، ولكن قد يزيد الجسر الحد الأدنى لحجم الإطار من 64 إلى 68 بايت أثناء الإرسال. يسمح هذا بإزالة الوسم دون الحاجة إلى حشو إضافي. ^{[ 2 ] [ 3 ]} يُستخدم بايتان لمعرّف بروتوكول الوسم (TPID)، والبايتان الآخران لمعلومات التحكم في الوسم (TCI). يُقسّم حقل TCI إلى PCP وDEI وVID. ^{[ 4 ]}

معرف بروتوكول العلامة (TPID)

حقل ذو 16 بت، قيمته 0x8100 ^{[ b ]} ، يُستخدم لتمييز الإطار كإطار مُوسَم بمعيار IEEE 802.1Q. يقع هذا الحقل في نفس موضع حقل EtherType في الإطارات غير المُوسَمة، وبالتالي يُستخدم لتمييز هذا الإطار عن الإطارات غير المُوسَمة.

معلومات التحكم في العلامات (TCI)

حقل مكون من 16 بت يحتوي على الحقول الفرعية التالية:

نقطة رمز الأولوية (PCP)

حقل مكون من 3 بتات يشير إلى فئة الخدمة (CoS) في معيار IEEE 802.1p ويرتبط بمستوى أولوية الإطار. يمكن استخدام قيم PCP مختلفة لتحديد أولويات فئات مختلفة من حركة البيانات. ^{[ 5 ]}

مؤشر إمكانية إسقاط البيانات (التنوع والإنصاف والشمول)

حقل مكون من بت واحد. (كان يُعرف سابقًا باسم CFI ^{[ c ]} ) يمكن استخدامه بشكل منفصل أو بالاقتران مع PCP للإشارة إلى الإطارات المؤهلة للإسقاط في حالة وجود ازدحام. ^{[ 7 ]}

معرّف الشبكة المحلية الظاهرية (VID)

حقل مكون من 12 بت يُحدد شبكة VLAN التي ينتمي إليها الإطار. القيمتان 0 و4095 (0x000 و0xFFF بالنظام الست عشري ) محجوزتان. يمكن استخدام جميع القيم الأخرى كمعرفات لشبكات VLAN، مما يسمح بما يصل إلى 4094 شبكة VLAN. تشير القيمة المحجوزة 0x000 إلى أن الإطار لا يحمل معرف VLAN؛ في هذه الحالة، تُحدد علامة 802.1Q أولوية فقط (في حقلي PCP وDEI) وتُسمى علامة أولوية . في الجسور، غالبًا ما يكون معرف VLAN الافتراضي 0x001 محجوزًا لشبكة VLAN لإدارة الشبكة ؛ وهذا خاص بالشركة المصنعة. القيمة 0xFFF محجوزة للاستخدام في التنفيذ؛ ويجب عدم تكوينها أو إرسالها. يمكن استخدام 0xFFF للإشارة إلى مطابقة حرف بدل في عمليات الإدارة أو تصفية إدخالات قاعدة البيانات. ^{[ 8 ]}

بالنسبة للإطارات (بخلاف إطارات 802.3) التي تستخدم تغليف بروتوكول الوصول إلى الشبكة الفرعية (SNAP) مع حقل مُعرّف فريد تنظيمي (OUI) بقيمة 00-00-00 (بحيث يكون حقل مُعرّف البروتوكول في رأس SNAP من نوع EtherType كما هو مُحدد في RFC 1042 )، يتم تعيين قيمة EtherType في رأس SNAP إلى 0x8100، وتُضاف البايتات الأربعة المذكورة سابقًا بعد رأس SNAP. ^{[ 9 ]} بعبارة أخرى، تأتي علامة VLAN بعد رأس SNAP. أما بالنسبة لإطارات 802.3 بتنسيق LLC-SNAP، فيكون الترتيب معكوسًا؛ حيث توضع علامة VLAN قبل رأس LLC-SNAP. 

لأن إدخال علامة VLAN يغير الإطار، فإن تغليف 802.1Q يجبر على إعادة حساب حقل تسلسل فحص الإطار الأصلي في تذييل Ethernet.

زاد معيار IEEE 802.3ac الحد الأقصى لحجم إطار إيثرنت من 1518 بايت إلى 1522 بايت لاستيعاب علامة VLAN المكونة من أربعة بايتات. بعض أجهزة الشبكة التي لا تدعم حجم الإطار الأكبر ستعالج هذه الإطارات بنجاح، ولكنها قد تُبلغ عنها على أنها بيانات شاذة ضخمة . ^{[ 10 ]}

وضع علامات مزدوجة

قدّم معيار IEEE 802.1ad مفهوم الوسم المزدوج. يُعدّ الوسم المزدوج مفيدًا لمزودي خدمة الإنترنت ، إذ يسمح لهم باستخدام شبكات VLAN الخاصة بهم داخليًا مع نقل بيانات العملاء التي تحمل وسم VLAN مُسبقًا. يأتي وسم الخدمة (S-TAG) الخارجي (المجاور لعنوان MAC المصدر والذي يُمثّل شبكة VLAN الخاصة بمزود خدمة الإنترنت) أولًا، يليه وسم العميل (C-TAG) الداخلي. في هذه الحالة، يُحدّد معيار 802.1ad مُعرّف بروتوكول النقل (TPID) بقيمة 0x88a8 لوسم الخدمة الخارجي (S-TAG) الخاص بمزود الخدمة.

إدراج علامة مزدوجة 802.1ad في إطار إيثرنت

يُعرّف معيار IEEE 802.1Q بروتوكول تسجيل الشبكات المحلية الظاهرية المتعددة (MVRP)، وهو تطبيق لبروتوكول التسجيل المتعدد ، يسمح للجسور بالتفاوض على مجموعة الشبكات المحلية الظاهرية التي سيتم استخدامها عبر رابط محدد. وقد حلّ بروتوكول MVRP محل بروتوكول تسجيل الشبكات المحلية الظاهرية GARP (GVRP) الأبطأ في عام 2007 بموجب تعديل IEEE 802.1ak-2007.

كان تنقيح عام 2003 للمعيار هو الأول الذي يتضمن بروتوكول الشجرة الممتدة المتعددة (MSTP)، والذي تم تعريفه في الأصل في IEEE 802.1s .

• رابط التبديل البيني من سيسكو (ISL)، وهو بروتوكول قديم خاص بشركة سيسكو لإدارة الشبكات المحلية الظاهرية (VLAN).
• بروتوكول الربط الديناميكي (DTP)، وهو بروتوكول خاص بشركة سيسكو للتفاوض على الربط بين جهازين يدعمان تقنية VLAN
• الشبكات الحساسة للوقت (TSN)، وهي مجموعة من التحسينات على معيار 802.1Q لتدفق البيانات في الوقت الفعلي والبيانات الحساسة للوقت
• بروتوكول ربط الشبكات المحلية الظاهرية (VTP)، وهو بروتوكول خاص بشركة سيسكو لإدارة الشبكات المحلية الظاهرية

• معيار IEEE 802.1Q-1998، شبكات المنطقة المحلية الموصولة افتراضيًا ، doi : 10.1109/IEEESTD.1999.89204 ، ISBN 0-7381-1537-1
• معيار IEEE 802.1Q-2003، شبكات المنطقة المحلية الموصولة افتراضيًا ، 2003، doi : 10.1109/IEEESTD.2003.94280 ، ISBN 0-7381-3663-8
• معيار IEEE 802.1Q-2005، شبكات المنطقة المحلية الافتراضية الموصولة ، doi : 10.1109/IEEESTD.2006.216285 ، ISBN 0-7381-3662-X
• معيار IEEE 802.1Q-2011، جسور التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) وشبكات المنطقة المحلية الافتراضية الموصولة ، doi : 10.1109/IEEESTD.2011.6009146 ، ISBN 978-0-7381-6708-4
• معيار IEEE 802.1BR-2012، شبكات المنطقة المحلية الافتراضية الموصولة - امتداد منفذ الجسر ، doi : 10.1109/IEEESTD.2012.6239543 ، ISBN 978-0-7381-7281-1
• معيار IEEE 802.1Q-2014، الجسور والشبكات الموصولة ، doi : 10.1109/IEEESTD.2014.6991462 ، ISBN 978-0-7381-9433-2
  • معايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) 802.1Q-2014/Cor 1-2015، التصويب 1: التصحيحات الفنية والتحريرية ، دوى : 10.1109/IEESTD.2016.7374647 ، ISBN 978-1-5044-0112-8
• "رابط التبديل الداخلي وتنسيق إطار IEEE 802.1Q" . أنظمة سيسكو . تم الاسترجاع في 10 يناير 2019 .