CCNA 1 Módulo 8 Comutação Ethernet
Antonio Estevão
http://aestevao-telecom.blogspot.com/
[email protected]
Supervisor de Comunicação de Dados da Telemontrms - Engenharia de Telecomunicações S/A Esp º Redes de Computadores Cisco Certificado e Instrutor Cisco Networking Academy
As imagens e conteúdo desta apresentação foram obtidas do material Oficial do Programa Cisco Networking Academy, apenas para a orientação dos alunos durante as aulas
Conteúdo Conteúdo • • •
5. 1 Projeto de uma Rede Local
• 8. 1 Comutação Ethernet 5. 2 Switches de Redes Locais
• 8. 2 Domínios de Colisão e Domínios de Broadcast 5.3 Atividade de Laboratório
• 8.3 Atividade de Laboratório
8. 1 Comutação Ethernet
8.1.1 Bridging da Camada 2 • Conforme vão sendo adicionados nós a um segmento físico Ethernet, vai aumentando a competição para os meios. • Em meios compartilhados, somente um nó de cada vez pode transmitir dados por vez. – O que probabilidade de colisões
• Segmentar a rede através de bridge, porque ela encaminha ou descarta os quadros baseados nas entradas da tabela MAC. – Etapas ilustram a operação de uma bridge
8.1.2 Comutação da Camada 2 •
•
•
Uma bridge criará mais domínios de colisão mas não adicionará domínios de broadcast. Um switch é uma bridge rápida multiportas, que pode conter dezenas de portas – Cada porta cria seu próprio domínio de colisão Constrói dinamicamente e mantém uma tabela CAM (Content-Addressable Memory), mantendo todas as informações MAC necessárias para cada porta.
8.1.3 Switch operation • •
O Switch é uma bridge com muitas portas Microssegmentação em domínio de colisão aos meios compartilhados apenas entre dois nós ponto a ponto –
•
Comunicação full duplex , com passagem simultânea dos sinais através de ambos os nós. –
•
•
Na pratica o domínio de colisão não existe
Teoricamente, a largura de banda dobra
Memória CAM (Content-addressable memory) permite que um switch encontre diretamente a porta associada ao endereço MAC sem usar algoritmos de procura. O ASIC (application-specific integrated circuit) é um dispositivo que podem ser programados para realizar funções a velocidades de própria lógica. –
As operações podem ser realizadas no hardware
8.1.4 Latência •
A latência é o atraso do quadro inicializado no dispositivo e chegada ao destino final. – Atrasos do meio físico – Atrasos de circuito eletrônicos em gerar e regenerar sinal – Atrasos de software (firewall, Proxy, roteamento). – Atrasos causados pelo conteúdo do quadro ( regras de comutação pelo conteúdo ou endereço MAC).
8.1.5 Modos de um switch Determinar a latência e confiabilidade, através da maneira pela qual um quadro é comutado. • cut-through – Começar a transferir o quadro assim que o endereço MAC de destino for recebido
•
store-and-forward – Receber um quadro completo antes de enviá-lo e verificar o FCS (Frame Check Sequence)
•
fragment-free – solução intermediária que lê os primeiros 64 bytes • Verifica informações de endereçamento MAC e protocolo LLC (Logical Link Control)
Tipos de Comutação • Comutação assimétrica conexões comutadas entre portas com larguras de banda desiguais • Comutação simétrica conexões comutadas entre portas com larguras de banda iguais
8.1.6 Spanning-Tree Protocol (Protocolo Spanning-Tree) • Redes comutadas são freqüentemente projetadas com caminhos redundantes para proporcionar confiabilidade e tolerância a falhas. • Efeitos colaterais com loops de comutação podem resultar em tempestades de broadcast na rede • O protocolo STP (Spanning-Tree Protocol), neutralizar a possibilidade de loops na rede
8. 2 Domínios de Colisão e Domínios de Broadcast
8.2.1 Ambiente de meios compartilhados Só em ambientes compartilhados que ocorrem as colisões • Tipos ambientes: – Ambiente de meios compartilhados • vários hosts obtêm acesso ao mesmo meio
– Ambiente estendido de meios compartilhados: • os dispositivos de rede podem estender o ambiente para ocorrer múltiplos acessos ou aumentar a distâncias de cabos.
– Ambiente de rede ponto-aponto • Um dispositivo está conectado a apenas um outro dispositivo.
8.2.2 Domínios de colisão • Os domínios de colisão são os segmentos físicos conectados da rede onde podem ocorrer colisões. – A colisão em uma rede, todas as transmissões são interrompidas por um período de tempo.
• A regra 5-4-3-2-1 oferece diretrizes para manter o tempo de atraso da ida e volta em uma rede compartilhada dentro dos limites aceitáveis • dispositivos L2 e L3 que interconectam os segmentos, dividem domínios de colisão
1. 2. 3. 4. 5.
Cinco segmentos de meios de rede Quatro repetidores ou hubs Três segmentos de host da rede Duas seções de links (sem hosts) Um domínio grande de colisão
8.2.3 Segmentação • Repetidor – Maiores distâncias
• Repetidor multiporta, ou Hub – Mais conectividade
• Bridge – Maior controle de tráfego
• Switch – Maior controle de tráfego, velocidade, largura de banda e conectividade
• Roteadores – Conectar várias LANs em segmentar uma rede lógicas.
Quanto menos hosts existirem em um domínio de colisão, maior será a probabilidade de que os meios estejam disponíveis. Contanto que não haja muito tráfego entre os segmentos Redes de intenso fluxo de tráfego, os dispositivos da Camada 2 poderá até retardar a comunicação e também transformar-se em gargalo.
8.2.4 Broadcasts da Camada 2 Quadros broadcast e multicast na Camada 2 do modelo OSI. •
• •
As estações de trabalho fazem broadcast de uma solicitação ARP (Address Resolution Protocol) todas as vezes que precisam localizar um endereço MAC que não se encontra na tabela ARP. Broadcast com end. MAC de destino 0xFFFFFFFFFFFF Toda host no seguimento deve responder e os dispositivos de Camada 2 propaga todo o tráfego de broadcast e multicast – Tempestades de Broadcast – Travar equipamentos • Placa de rede precisa interromper a CPU para processar cada grupo de broadcast ou multicast
8.2.5 Domínios de broadcast • Três termos genéricos nas comunicações são: – Unicast é a comunicação de um para um. – Multicast é a comunicação de um para muitos. – Broadcast é a comunicação de um para todos.
• Os broadcasts são controlados nos dispositivos na Camada 3, – Os dispositivos da Camada 2 e da Camada 1 não seguimenta em dominios. – O encaminhamento da Camada 3 é baseado no endereço IP de destino e não no endereço MAC
8.2.6 Introdução a fluxo de dados • O fluxo de dados no contexto dos domínios de colisão e broadcast se concentra em como os quadros de dados se propagam através de uma rede – Corresponde ao movimento dos dados através dos dispositivos das Camadas 1, 2 e 3. • Encapsulados na Camada da rede com um endereço IP de origem e de destino • Encapsulados na Camada de enlace com um endereço MAC de origem e de destino.
8.2.7 O que é um segmento de rede?
• Se o termo segmento estiver sendo usado no contexto de meios físicos de rede em uma rede roteada, será visto como uma das partes ou seções de uma rede total • Definições de segmento: – Uma seção de uma rede que é ligada por bridges, roteadores ou switches. – Um segmento é um circuito elétrico contínuo que é freqüentemente conectado a outros tantos segmentos com repetidores. – Os termos datagrama, quadro, mensagem e pacote são também usados para descrever agrupamentos lógicos de informações em várias camadas do modelo OSI de referência e em vários círculos tecnológicos
Exercício de Laboratório
Obrigado