Au fur et à mesure de l’augmentation de la taille des réseaux Ethernet, il s’est avéré nécessaire de segmenter les commutateurs physiques en commutateurs virtuels, afin de limiter les effets du « Flooding » et de simplifier la fonction de « Spanning Tree ». Un Tag de VLAN de 4 octets (le Q-tag défini par la norme IEEE 802.1Q) a été inséré dans l’entête de la trame. Les 2 premiers octets identifient le fait que la trame est devenue une trame « Q-tagged Frame ». Les trois bits suivants, appelés PCP (Priority Code Point) et gérés par la norme IEEE 802.1p intégrée dans la norme IEEE 802.1D, permettent de définir jusqu’à [latex]2^3=8[/latex] classes de services. Le bit qui suit est appelé DEI (Discard Eligibility Indicator), et il est rarement utilisé comme indicateur d’une trame pouvant être abandonnée si nécessaire. Les 12 bits suivants permettent de définir [latex]2^{12}=4.096[/latex] VLANs, dont 4.094 sont utilisables (le 0 et le 4.095 sont réservés).
Les réseaux virtuels permettent de limiter les impacts de la diffusion des trames avec destinataire inconnu, en ne les transmettant qu’aux ports appartenant au réseau virtuel identifié par le VLAN ID.
Pour repousser la limite des 4.094 VLANs utilisables et pour étendre Ethernet à des réseaux opérant plusieurs clients différents, un autre champ Q-tag a été rajouté.
L’approche Q-in-Q, définie dans la norme 802.1ad qui est un avenant à la norme 802.1Q, différencie le tag S-VLAN (Service-VLAN) appelé également « Outer Tag » et le tag C-VLAN (Customer-VLAN) appelé également « Inner Tag ». Cette approche permet, à un opérateur, de gérer de façon transparente des réseaux Ethernet différents et dont les C-VLAN ID seraient identiques.
Les opérateurs pouvant être amenés à gérer des réseaux Ethernet de grandes tailles, une autre norme 802.1ah, connue sous le nom de PBB (Provider Backbone Bridging), est venue compléter le dispositif en rajoutant une nouvelle entête MAC à la trame.
- CE – Customer Edge
- PEB – Provider Edge Bridge
- PCB – Provider Core Bridge
- BEB – Backbone Edge Bridge
- BCB – Backbone Core Bridge
PBB fournit une séparation claire entre les différents réseaux clients grâce à des adresses MAC dédiées et à des FIBs associées. Lorsqu’une trame Ethernet atteint le point UNI (User Network Interface), l’entête MAC opérateur est rajoutée à la trame Ethernet du client. La commutation, à l’intérieur du réseau opérateur, se fera sur cette nouvelle entête MAC en analysant les FIBs et en appliquant toutes les fonctions déjà évoquées (« Learning », « Forwarding », « Filtering », …). Seuls les commutateurs en périphérie du réseau (BEB) doivent posséder la capacité PBB. De plus, PBB supporte les modèles de connectivité E-LAN, E-LINE et E-TREE.
Afin de rendre le protocole Ethernet plus déterministe, PBB-TE (Provider Backbone Bridge – Traffic Engineering) ou IEEE 802.1Qay reprend les concepts IEEE 802.1ad et IEEE 802.1ah en désactivant les techniques de « Flooding » et « Broadcasting » et le protocole « Spanning Tree ». Les trames sont transférées sur la base de l’identifiant de VLAN (VLAN ID ou VID) et de l’adresse MAC de destination. La fonction d’apprentissage des adresses MAC est désactivée et le transfert est réalisé sur la base d’une table FDB (Forwardinng Data Base). Les trames de « broadcast » et « Multicast » sont ignorées ou encapsulées dans des trames « Unicast » avant d’être envoyées sur le trunk. Les trames en échec de recherche de destination ou DLF (Destination Lookup Failure) ne sont pas diffusées, mais sont simplement abandonnées. En éliminant tout « Broadcast » ou « Flooding » et en utilisant des chemins sans boucle, configurés par le système de gestion, il n’est plus nécessaire d’utiliser le STP (Spanning Tree Protocol).
En réalité, tous les protocoles évoqués font, maintenant, partie intégrante du protocole IEEE 802.1Q.
