Inter Switch Link

Abkürzung: ISL

Was ist Inter Switch Link (ISL)?

Inter Switch Link, abgekürzt ISL, ist ein proprietäres Protokoll von Cisco zur Kennzeichnung von VLANs auf Trunk-Verbindungen zwischen Switches. Es wurde entwickelt, bevor sich der offene Standard IEEE 802.1Q durchsetzte, und ermöglichte die Übertragung von Datenpaketen mehrerer VLANs über eine einzige physische Leitung. ISL verpackt den ursprünglichen Ethernet-Frame in einen zusätzlichen Header und einen neuen Frame Check Sequence (FCS), anstatt nur einen Tag einzufügen. Diese Methode wird als Encapsulation bezeichnet und unterscheidet sich grundlegend vom Tagging-Verfahren nach IEEE 802.1Q. ISL ist seit der Einführung moderner Catalyst-Switches weitgehend aus dem Betrieb verschwunden und wird in aktuellen Cisco-Geräten nicht mehr unterstützt.

Funktionsweise: Encapsulation statt Tagging

ISL arbeitet nach dem Prinzip der vollständigen Kapselung. Ein normaler Ethernet-Frame, der über einen ISL-Trunk gesendet werden soll, wird nicht durch ein eingefügtes Tag modifiziert, sondern als Ganzes in einen ISL-Rahmen eingeschlossen. Dazu fügt der sendende Switch dem Frame einen 26 Byte großen ISL-Header hinzu und hängt zusätzlich einen 4 Byte langen neuen CRC-Wert (Cyclic Redundancy Check) an das Ende an. Der ursprüngliche Frame bleibt im Inneren des ISL-Pakets unverändert erhalten, einschließlich seiner eigenen Prüfsumme. Der empfangende Switch entfernt den ISL-Header und den ISL-CRC und liefert den originalen Frame an den Zielport aus, als wäre er direkt auf einem Access-Port empfangen worden. Diese Kapselung bedeutet einen zusätzlichen Overhead von 30 Byte pro Frame und wird nur von Cisco-Geräten verstanden, die ISL explizit unterstützen.

Aufbau des ISL-Headers

Der ISL-Header umschließt den Ethernet-Frame von beiden Seiten und enthält alle notwendigen Informationen zur VLAN-Zuordnung und zur Identifikation des gekapselten Protokolls.

Die ersten Felder definieren das Ziel des ISL-Pakets. Eine 40-Bit-Destination-Adresse mit dem festen Wert 0x01-00-0C-00-00 zeigt an, dass es sich um ein ISL-Paket handelt.
Ein 4-Bit-Type-Feld kennzeichnet den Typ des gekapselten Frames, typischerweise Ethernet (Wert 0).
Das User-Feld transportiert eine 4-Bit-Priorität, die dem Priority Code Point (PCP) in 802.1Q ähnelt und für Quality of Service verwendet werden kann.
Die VLAN-ID wird in einem 15-Bit-Feld geführt, das 1024 VLANs adressieren kann, im Vergleich zu den 4094 VLANs des IEEE 802.1Q-Standards.
Die Quell-MAC-Adresse des sendenden Switch-Ports ist ebenfalls enthalten.
Ein Längenfeld gibt die Größe des gekapselten Frames an, gefolgt vom eigentlichen Ethernet-Frame und dem neuen ISL-CRC.

Der gesamte Overhead von 30 Byte wird dem Frame hinzugefügt und muss von der empfangenden Hardware verarbeitet werden. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass der ursprüngliche Frame vollkommen unangetastet bleibt und keine Änderungen an seinen Feldern vorgenommen werden. Nachteile sind der höhere Bandbreitenverbrauch und die fehlende Interoperabilität mit Geräten anderer Hersteller.

Historische Bedeutung und Ablösung durch IEEE 802.1Q

ISL war lange Zeit die einzige Möglichkeit, VLANs über Trunks auf Cisco-Switches zu transportieren. Das Protokoll wurde mit den Catalyst-Plattformen der 1990er Jahre populär und war fest in das Cisco-Ökosystem integriert. Als der IEEE-Standard 802.1Q verabschiedet wurde, unterstützten viele ältere Cisco-Switches ausschließlich ISL, während neuere Modelle beide Verfahren anboten. Im Laufe der Zeit migrierte die Industrie vollständig zu 802.1Q, da dieser Standard herstellerunabhängig ist, weniger Overhead verursacht und eine größere Anzahl von VLANs unterstützt. Cisco selbst hat ISL ab bestimmten Hardware- und Software-Versionen nicht mehr implementiert. Moderne Switches der Catalyst-9000-Serie und aktuelle IOS-Versionen beherrschen ISL nicht mehr und arbeiten ausschließlich mit 802.1Q-Trunks.

Abgrenzung zu IEEE 802.1Q

Der zentrale Unterschied zwischen ISL und 802.1Q liegt im Verfahren. ISL kapselt den gesamten Frame, während 802.1Q ein 4-Byte-Tag in den Frame einfügt. Dies hat mehrere Konsequenzen:

ISL fügt 30 Byte Overhead hinzu, 802.1Q nur 4 Byte.
ISL verändert die ursprüngliche Frame-Prüfsumme nicht, sondern ergänzt einen eigenen CRC. 802.1Q erfordert eine Neuberechnung der Frame-Prüfsumme, da sich der Frame durch das eingefügte Tag ändert.
ISL ist proprietär und nur in Cisco-Geräten verfügbar, 802.1Q ist ein offener, herstellerübergreifender Standard.
ISL unterstützt maximal 1024 VLANs, 802.1Q dagegen bis zu 4094.

Aufgrund dieser Unterschiede und der fehlenden Unterstützung in modernen Multi-Vendor-Umgebungen wurde ISL vollständig verdrängt. Die Fähigkeit, ISL und 802.1Q gleichzeitig zu verarbeiten, wurde von Cisco zeitweise als dynamische Trunk-Encapsulation angeboten, ist heute jedoch irrelevant.

Konfiguration und praktische Nutzung

In der kurzen Übergangsphase, in der sowohl ISL als auch 802.1Q auf einem Switch verfügbar waren, konnte der Administrator den Trunk-Typ pro Port einstellen. Mit dem Befehl switchport trunk encapsulation isl oder switchport trunk encapsulation dot1q wurde das gewünschte Protokoll festgelegt. Einige Plattformen erlaubten die Aushandlung der Kapselung über das Dynamic Trunking Protocol (DTP), wobei ISL als bevorzugte Methode versucht wurde. Heutige Cisco-Switches akzeptieren diesen Befehl nicht mehr und setzen Trunk-Ports ausschließlich im 802.1Q-Modus auf.

Grenzen und heutiger Status

ISL ist ein historisches Protokoll und wird in keinem aktuellen Netzwerkdesign mehr vorgesehen. Die maximale Anzahl von 1024 VLANs ist für heutige Umgebungen oft zu gering, der Overhead von 30 Byte pro Frame belastet die Trunk-Kapazität unnötig. Vor allem aber ist ISL inkompatibel zu allen nicht-Cisco-Geräten und verhindert den Aufbau heterogener Infrastrukturen. Wer heute mit älteren Cisco-Switches arbeitet, die noch ISL beherrschen, sollte diese konsequent auf 802.1Q migrieren, um Kompatibilität und Zukunftssicherheit herzustellen. In der Netzwerkausbildung und in Zertifizierungen wird ISL noch als historisches Konzept behandelt, um das Verständnis für VLAN-Trunking und die Entwicklung von 802.1Q zu vertiefen.