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VLANs Ethernet Edgard Jamhour. Evolução do Ethernet Ethernet I Ethernet II IEEE 802.3 1972 – 3Mbps (DIX v1) IEEE 802.3ac 1998 – Q Tag (VLANs e Prioridade)

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1 VLANs Ethernet Edgard Jamhour

2 Evolução do Ethernet Ethernet I Ethernet II IEEE – 3Mbps (DIX v1) IEEE 802.3ac 1998 – Q Tag (VLANs e Prioridade) 1982 – 10Mbps (DIX v2) 1983 – 10Mbps IEEE 802.3u IEEE 802.3x IEEE 802.3z 1995 – 100Mbps 1997 – Full Duplex, Flow Control, DIX 1998 – 1Gbps 2003 – 10Gbps IEEE 802.3ae

3 Edgard Jamhour Padrões IEEE 802 Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace de Dados FísicaPhysical (PHY) Media Access (MAC) Logical Link Control (LLC) IEEE IEEE 802.2

4 Edgard Jamhour Quadros Ethernet LLC e DIX

5 Edgard Jamhour Endereço MAC Protocolos de Switch 0X-80-C2.

6 Edgard Jamhour Loops em Cascateamento de Switches AB CD E switch 1switch 2 switch 3 1 quadro broadcast ou para MAC desconhecido E E E

7 Edgard Jamhour Loops em Cascateamento de Switches AB CD EF switch 3 switch 1switch 2 quadro broadcast ou para MAC desconhecido quadro enviado para E E E E E E E E

8 Edgard Jamhour SPT - Spanning Tree Protocol As portas na direção do root são chamadas porta Root As portas na direção oposta ao root são chamadas de designadas. Um dos switches é eleito como ROOT switch 2 1 switch switch 4 antes do SPT 2 switch switch 2 1 switch switch 4 após o SPT 2 switch 1 dp rp Caso um switch tenha mais de uma porta root, ela é bloqueada

9 Edgard Jamhour SPT - Spanning Tree Protocol Os switches usam o SPT para detectar e eliminar automaticamente laços fechados (loops). –O STP é um protocolo de camada 2, e ele deve ser executado em todos os switches da rede. O princípio do SPT é que somente um caminho ativo pode existir entre 2 estações na rede. –Caso mais de um caminho seja descoberto, determinadas portas do switch são bloqueadas por software a fim de eliminar o loop. Quando o SPT é utilizado numa rede com switches, a topologia resultante é sempre uma árvore, que por definição não possui loops, o que justifica o nome do protocolo.

10 Edgard Jamhour SPT - Spanning Tree Protocol As mensagens geradas pelo STP são denominadas Bridge Protocol Data Unit - BPDU. –Elas utilizam os endereços MAC em multicast na faixa de 0x0180C até 0x0180C (OUI reservado para operação de switches em modo filtrado). STP funciona continuamente, de maneira a refletir mudanças de topologia na rede. –Se SPT estiver ativo, os pacotes multicast recebidos com esses endereços são interpretados localmente pelos switches, mas não serão encaminhados. –Se SPT estiver inativo, os quadros BPDU são encaminhados para outros switches, como se fossem endereços de multicast desconhecidos.

11 Edgard Jamhour BPDU: Padrão IEEE 802.1D Root ID 8 bytes Bridge ID 8 bytes Path Cost 4 bytes

12 Edgard Jamhour Campos BPDU Protocol Identifier0 (SPT) Version0 (ST) Message Type0 (Configuration) FlagsTopology change (TC), Topology change acknowledgment (TCA) Root ID2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge Root Path Cost4-Bytes custo da Bridge até o root Bridge ID2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge Port ID2 Bytes (usado para escolher a porta a ser bloqueada em caso de loop) Message AgeTempo decorrido desde que a mensagem repassada foi enviada pelo Root Maximum AgeIdade a partir do qual a mensagem deve ser ignorada Hello TimeIntervalo entre mensagens da root bridge Forward DelayTempo que a bridge deve esperar antes de mudar de estado em caso de mudança de topologia

13 Edgard Jamhour Eleição do Root Inicialmente, todos os switches se anunciam como ROOT Bridge ID (prioridade + MAC) switch 2 1 switch switch 4 2 switch switch 2 1 switch switch 4 2 switch 1 dp rp Quando a mensagem recebida tem um ID menor que a do próprio switch ele aceita, se não, ele ignora

14 Edgard Jamhour Custo do Caminho até o Root Relação entre velocidade e custo: 1Gbps = Mbps=19 1Gbps (4) 1Gbps (4) 1Gbps (4) 100Mbps (19) switch 2 1 switch switch 4 2 switch 1 dp rp (4) (4+4=8) (19+4=23) switch 2 1 switch switch 4 2 switch 1 dp rp X

15 Edgard Jamhour Configuração Default

16 Edgard Jamhour VLANs = Redes Locais Virtuais A SWITCH B C E F 1 (VLAN 1) (VLAN 1) 2 (VLAN 1) 3 (VLAN 2) 5 (VLAN 2) 6 D 4 (VLAN 2)

17 Edgard Jamhour VLANs = Domínios de BroadCast A SWITCH B C E FF.FF.FF.FF.FF.FF F 1 (VLAN 1) (VLAN 1) 2 (VLAN 1) 3 (VLAN 2) 5 (VLAN 2) 6 D 4 (VLAN 2)

18 Edgard Jamhour Formato IEEE 802.1Q DESTINOORIGEM CFIDadosCRC 6 Bytes TYPE 2 Bytes PRIO 3 Bits VLAN ID 1 Bit12 Bits TYPE 2 Bytes 0x8100 (IEEE 802.1Q) 2 Bytes de 42 a 4096 Bytes TAG (marcação) de VLAN 4 bytes - IEEE 802.1Q Ethernet II DESTINOORIGEMDadosCRC 6 Bytes TYPE de 46 a 1500 Bytes 2 Bytes 0x8000 (IP)

19 Edgard Jamhour Interligação de Switches com VLANs SWITCH 1 SWITCH 2 SWITCH 3 D B Acesso VLAN 1 FF.FF.FF.FF.FF.FF Trunk VLAN 1,2 C Acesso VLAN 1 Trunk VLAN 1,2 A E Acesso VLAN 2 Acesso VLAN 1

20 Edgard Jamhour Modo Acesso e Modo Tronco SWITCH 1 SWITCH 2 SWITCH 3 D B Acess VLAN 1 Interface Trunk: Tráfego de Várias VLANs IEEE 802.1Q Interface de Acesso: Tráfego de uma única VLAN IEEE B Trunk VLAN 1,2 C Acesso VLAN 1 Trunk VLAN 1,2 A E Acess VLAN 2 Acesso VLAN 1 ADados BA VLAN ID = 1 BADados

21 Edgard Jamhour Endereçamento IP e VLANs SWITCH 1 SWITCH 2 SWITCH 3 D B Acess VLAN 1 Trunk VLAN 1,2 C Acesso VLAN 1 Trunk VLAN 1,2 A E Acess VLAN 2 Acesso VLAN / / / / /24 VLAN 1 = subrede /24 VLAN 2 = subrede /24

22 Edgard Jamhour Roteamento entre VLANs SWITCH 1 SWITCH 2 C B VLAN 1 Trunk VLAN 1,2,3 A D VLAN 2 VLAN 3 VLAN / / / /24 12 VLAN 2VLAN 1 VLAN / / / /24

23 Edgard Jamhour Roteamento entre VLANs com Trunk SWITCH 1 SWITCH 2 C B VLAN 1 Trunk VLAN 1,2,3 A D VLAN 2 VLAN 3 VLAN / / / /24 1 Trunk VLAN 1,2,3 eth0.1= /24 eth0.2= /24 eth0.3= /24

24 Edgard Jamhour Roteamento entre VLANs com Trunk SWITCH 1 SWITCH 2 C B VLAN 1 Trunk VLAN 1,2,3 A D VLAN 2 VLAN 3 VLAN / / / /24 1 Trunk VLAN 1,2,3 eth0.1= /24 eth0.2= /24 eth0.3= /24 Rede Destinointerfacegateway /24eth0.1direto /24eth0.2direto /24eth0.3direto /0eth Internet 2 eth / /30

25 Edgard Jamhour Roteamento com Switch de Camada 3 SWITCH 1 SWITCH 2 C B VLAN 1 Trunk VLAN 1,2,3 A D VLAN 2 VLAN 3 VLAN / / / /24 svi1 (VLAN1)= /24 svi2 (VLAN2)= /24 svi3 (VLAN3)= /24 svi1svi2svi3 roteador Internet /30 route port /30

26 Edgard Jamhour STP com VLANs SWITCH 1 (ROOT) SWITCH 2 SWITCH 3 D B Acess VLAN 1 C Acesso VLAN 1 Trunk Todas as VLANs A E Acess VLAN 2 Acesso VLAN 1 X 100Mbps Trunk Todas as VLANs Trunk Todas as VLANs

27 Edgard Jamhour Exemplo de Switch - Cisco 2950 Fa0/1Fa0/2Fa0/8... G1/0/1G1/0/2 Cisco Catalyst 2950G 24 EI Fa0/9Fa0/2Fa0/16... Fa0/17Fa0/18Fa0/24...

28 Edgard Jamhour Mapeamento de Portas Trunk com VLANs switch 1 vlan1 switch 3 vlan1vlan20 G1/0/2 Fa0/13-24Fa0/1-12 switch 2 vlan1vlan20 Fa0/1-12 Fa0/13-24 Fa0/1-12Fa0/13-24 Vlan 1 somente Vlan 20 somente G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 Todas as Vlans

29 Edgard Jamhour Resultado do Mapeamento Estático switch 1 switch 3 switch 2 Vlan 1 somente G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 Árvore para VLAN 1 switch 1 switch 3 switch 2 Vlan 20 somente G1/0/2 G1/0/1 G1/0/2 Árvore para VLAN 20

30 Edgard Jamhour Mapeamento com Prioridade Vlan1 prio 16 Vlan 20 prio 128 switch 1 vlan1 switch 3 vlan1vlan20 G1/0/2 Fa0/13-24Fa0/1-12 switch 2 vlan1vlan20 Fa0/1-12 Fa0/13-24 Fa0/1-12Fa0/13-24 G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 Vlan1 prio 128 Vlan 2 prio 128 Vlan1 prio 128 Vlan 20 prio 1

31 Edgard Jamhour Resultado do Mapeamento com Prioridade switch 1 switch 3 switch 2 Vlan 1 prio 16 G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 Árvore para VLAN 1 switch 1 switch 3 switch 2 G1/0/2 G1/0/1 G1/0/2 Árvore para VLAN 20 Vlan 20 prio 128 Vlan 20 prio 16 Vlan 1 prio 128

32 Edgard Jamhour Alterando o Custo dos Caminhos switch 1 Vlan 20 path 30 switch 3 switch 2 switch 6 switch 4 switch 5 G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 Vlan1 path 30 switch 1 switch 2 switch switch 5 switch 6 30 switch X switch 1 switch 2 switch switch 5 switch 6 4 switch X Árvore Vlan 1 Árvore Vlan 20

33 Edgard Jamhour Native VLAN e Vlan 1 Switch 1 vlan1vlan20 Switch 2 vlan1vlan20 Native VLAN 1 Tráfego sem TAGTráfego com TAG

34 Edgard Jamhour Per-VLAN Spanning Tree switch 1 switch 3 switch 2 VLAN (prio 128) VLAN (prio 16) VLAN (prio 16) VLAN (prio 128) 1 mensagem para cada VLAN = 1000 Mensagens stp1stp stp1stp stp1stp processo por VLAN = 1000 processos

35 Edgard Jamhour Padrão IEEE 802.1s (MSTP) switch 1 switch 3 switch 2 instância 1 (prio 128) instância 2 (prio 16) instância 1 (prio 16) instância 2 (prio 128) 1 mensagem para cada instância = 2 Mensagens instância1instância 2... Instância 1 = (VLANs 1 a 500) Instância 2 = (VLANs 500 a 1000) instância1instância 2... instância1instância 2...

36 Conclusão


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