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EtherChannel/IEEE 802.3ad Tunelamento VLAN /IEEE 802.3ac Q-in-Q/IEEE 802.1ad MAC-in-MAC/IEEE 802.1 ah MPLS.

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1 EtherChannel/IEEE 802.3ad Tunelamento VLAN /IEEE 802.3ac Q-in-Q/IEEE 802.1ad MAC-in-MAC/IEEE 802.1 ah MPLS

2 EtherChannel Agregação de Portas: –Etherchannel é um padrão que permite agregar múltiplas portas de características comuns a fim de formar uma porta de maior capacidade. Atualmente é possível criar portas agregadas full-duplex com até 800 Mbps (Fast) ou 8 Gbps (Giga) O número total de Etherchannels é 48.

3 Modos EtherChannel Apenas portas trunk com características idênticas podem ser agregadas. A configuração pode ser: Automática: –PAgP: Port Aggregation Protocol –LACP: Link Aggregation Control Protocol Manual: –On: sem protocolo de negociação Usado apenas para compatibilidade entre switches que não suportam os protocolos de negociação.

4 Identificação da Porta Agregada As portas Etherchannel são identificadas por uma interface lógica (Logical port-channel), numerada de 1 até 8. –Comandos aplicados a interface lógica afetam simultaneamente todas as portas do grupo. –Comandos aplicados as portas físicas não afetarão as demais portas do grupo Quando o grupo é criado pela primeira vez, as portas seguem a configuração da primeira porta do grupo: Allowed-VLAN list Spanning-tree path cost for each VLAN Spanning-tree port priority for each VLAN Spanning-tree Port Fast setting

5 PAgP – Port Aggregation Protocol Protocolo proprietário da cisco –Apenas para switches simples, não funciona em stacks. Agrupa automaticamente portas com as mesmas caracterísiticas: –Velocidade, modo duplex, native VLAN, VLAN range, trunking status. Porta Access devem pertencer a mesma VLAN Portas Trunk devem pertencer a mesma native VLAN O grupo de portas é passado ao protocolo Spanning-Tree como sendo uma porta única. Permite agregar até 8 portas.

6 Modos PAgP Auto: modo passivo que apenas responde a solicitação para entrar no grupo. Desirable: modo ativo, que solicita a outra porta entrar no modo Etherchannel. Desirable Auto Auto Desirable (Silent mode) Não PAgP Se não for usado o modo silent, a porta não entra em operação

7 Endereço MAC A primeira porta do Etherchannel que se torna ativa provê o endereço MAC para todo o grupo. Se a porta que cedeu o MAC for removida, outra porta oferecerá o endereço para o grupo. As mensagens PAgP são enviadas na menor VLAN associada a porta.

8 LACP: Link Aggregation Control Protocol Padrão IEEE 802.3ad Operação similar ao PAgP, mas suporta também stack switching. Modos de operação: –Passivo Similar ao modo auto PAgP –Ativo Similar ao modo desirable PAgP A escolha do MAC é similar ao PAgP Permite agregar até 16 portas, mas apenas 8 estão ativas num dado instante.

9 Configuração do EtherChannel Step 1: –configure terminal Step 2: –interface interface-id Step 3: –switchport mode {access | trunk} –switchport access vlan vlan-id Step 4: –channel-group channel-group-number mode {auto [non-silent] | desirable [non-silent] | on} | {active | passive} –PaGP: Auto/Desirable –LACP: Active/Passive Step 5: –end Step 6: –show running-config

10 Remover a porta do Channel Group Step 1: –configure terminal Step 2: –interface interface-id Step 3: –no channel-group Step 4: –end Step 5: –show running-config

11 Exercício 1 B = 10.26.136.60 vlan1 A = 10.26.136.13 vlan1vlan20 Fa0/18 Fa0/6-10Fa0/1-5 C = 10.26.136.184 vlan1vlan20 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/24 Fa0/21 Fa0/24Fa0/23 Fa0/19Fa0/20 Ether 1Ether 2

12 Comandos 2950 -A –configure terminal interface range Fa0/18-19 –channel-group 1 mode desirable –end interface range Fa0/20-21 –channel-group 2 mode desirable –exit 2950 -B –configure terminal interface range Fa0/23-24 –channel-group 1 mode desirable –end 2950 -C –configure terminal interface range Fa0/23-24 –channel-group 2 mode desirable –end

13 Verificando a Configuração Para zerar os contadores: –clear pagp {channel-group-number counters | counters} –clear lacp {channel-group-number counters | counters}

14 Verifique a configuração Comandos –show etherchannel ? –show interface ? –show pagp ? Acrescente mais uma porta no etherchannel e veja a alteração da configuração Desconecte o cabo da nova porta, e após verificar o efeito no switch, remova a porta do Etherchannel

15 Balanceamento de Carga O balanceamento de carga pode ser feito com base: –Endereço Mac de Origem Pacotes com o mesmo MAC de origem são sempre alocados na mesma porta do grupo. Diferentes MACs de origem são distribuídos entre as portas. A B C D E F

16 Balanceamento de Carga –Endereço Mac de Destino Pacotes com o mesmo MAC de destino são sempre alocados na mesma porta do grupo. Diferentes MACs de destino são distribuídos entre os pares –Ambos Mantém na mesma porta apenas o fluxo de quadro trocado entre os mesmos parceiros. A B C D E F

17 Escolha do Método de Balanceamento A escolha do método depende da topologia de rede. O método deve ser escolhido de maneira a prover a máxima utilização de porta no Etherchannel.

18 Configuração Default

19 Balanceamento de Carga configure terminal –port-channel load-balance {dst-ip | dst-mac | src-dst-ip | src-dst-mac | src-ip | src-mac} –end show etherchannel load-balance

20 Exercício 2 - SPT com EtherChannel B = 10.26.136.60 vlan1 A = 10.26.136.13 vlan1vlan20 Fa0/18 Fa0/6-10Fa0/1-5 C = 10.26.136.184 vlan1vlan20 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/24 Fa0/21 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/19Fa0/20 Fa0/21 Fa0/22 Ether 1 Ether 2 Ether 3

21 Comandos 2950 -B –configure terminal interface range Fa0/21 - 22 –channel-group 3 mode desirable –end 2950 -C –configure terminal interface range Fa0/21 - 22 –channel-group 2 mode desirable –end

22 Trabalhando com as Portas Lógicas Os comandos de configuração do SPT podem ser aplicados aos EtherChannels alterando-se a seleção da interface para: –interface port-channel port-channel-number Para apagar um EtherChannel –no interface port-channel port-channel- number

23 Exercício 3 - Balanceamento de Carga B = 10.26.136.60 vlan1 A = 10.26.136.13 vlan1vlan20 Fa0/18 Fa0/6-10Fa0/1-5 C = 10.26.136.184 vlan1vlan20 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/1-5Fa0/6-10 Fa0/24 Fa0/21 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/19Fa0/20 Fa0/21 Fa0/22 Ether 1 Ether 2 Ether 3 Vlan 20 prio 16

24 Comandos: 2950 Switch B –configure terminal interface port-channel 3 spanning-tree vlan 20 port-priority 16 end –show interface trunk –show spanning tree Switch C –idem

25 Configurações Adicionais Hot-StandBy –Portas Hot-StandBy são portas que só se tornam ativas quando alguma outra porta não pode mais operar. LACP: Quando mais de 8 portas são colocadas no grupo, as demais entram em Hot-Standby. A escolha das portas pode ser feita por prioridade PAgP: Pode-se colocar uma porta em maior prioridade, fazendo-se com que as demais entrem em Hot-Standby para operação.

26 Arquitetura Metro Ethernet Q-in-Q e MAC-in-MAC User-facing provider edge (U-PE) Network-facing provider edge (N-PE) Provider edge aggregation (PE-AGG) WAN

27 Ethernet access domains [EADs] Intra-EAD and Inter-EAD Services

28 QinQ MPLS U-PE N-PE USUÁRIOACESSOCOREWAN Blocos Funcionais QinQouMinM MPLS Networks PE

29 50ms Ethernet Access Ring QinQ QinQOrMinM MPLS U-PE N-PE Customer Prem Access Metro Ethernet Access/Aggregation Metro Core WAN Os novos padrões QinQ e MinM são utilizados para prover escalabilidade na construção de backbones metropolitanos. MinM e QinQ MinM QinQOrMinM MPLS Networks

30 Gerenciamento em Ethernet Customer Premises CPE Ethernet CO/POP Access Aggregator Backbone Edge Device NTU Gerenciamento Ethernet O gerenciamento da camada Ethernet inclui: Marcação e Re-Marcação de TAGs VLAN Gerenciamento de Banda Alarmes de falha e diagnósticos

31 IEEE802.1ad QinQ (Stacked VLAN) IEEE802.1ah MinM (Backbone Provider Bridge) QinQ e MinM Cabeçalho da rede do usuário Dados QinQ VLAN IDs As VLANs ID são colocadas no cabeçalho da rede do usuário. Permite a reutilização de VLANs nos sub-campos Cabeçalho na rede do usuário Dados Cabeçalho do Service Provider MinM Um novo cabeçalho acrescido pelo SP contém endereços MAC Permite a reutilização de VLANs no cabeçalho do usuário.

32 Princípio MinM Site X Site Y Service Provider Metro Ethernet network Ethernet Switches Enterprise Ethernet header User data SP Ethernet header Pacotes Ethernet Chegam da rede da empresa Ethernet UNI (source) O switch de borda acrescenta um novo cabeçalho (SP) com endereços MAC Ethernet UNI (destination) O pacote é encaminhado pela rede utilizando as informações do cabeçalho SP O switch de saída remove o cabeçalho SP

33 Customer Ethernet Frame Quadro Mac-in-Mac SP MAC DA SP MAC SA ET=0x81 00 SP Q- tag1 ET=MiM Service Tag Customer Ethernet Frame SP FCS Destination MAC address If destination unknown, then 0xFFFFFF Source MAC address P- bit s CFICFI Tunnel ID (XXX) Reser ved PTPT Service ID (YYY) SP Header SP Payload 1123 1247 Future Growth. Vendor specific fields. Payload Type (data or control) ET: Ethertype CTI: Canonical Field Identifier Traffic Management EVC ID 16M

34 Enterprise CPE Carrier Access Carrier Core a1 b1 Princípios do QinQ b1 a1 Q b1 a1 Q Q b1 a1 Q Q Q b1 a1 Q Q Q b1 a1 Q Q b1 a1 Q

35 Q in Q data frame format C-MAC DA C-MAC SA C Tag C-Payload C-FCS P VLAN ID P-Ethertype P-VLAN CoS P CFI S Tag Customer original Tag SP CoS SP EVC ID 4096 Customer internal MAC

36 Q in Q data frame format S Tag C-MAC DA C-MAC SA C Tag C-Payload C-FCS P VLAN ID P-Ethertype P-VLAN CoS P CFI S Tag BBN Frame Header C Tag C-Payload C-FCS C-MAC DA C-MAC SA BBN-FCS B Tag B-MAC DA B-MAC SA

37 Camadas de QoS Múltiplas tecnologias de QoS estão disponíveis em diferentes camadas de rede Nenhuma tecnologia sozinha consque prover QoS fim a fim. Application-signaled QoS SIP/SDP, H.323 IP QoSIP Differentiated Services (DiffServ) Network-signaled QoSATM PNNI, MPLS RSVP-TE or CR-LDP Traffic Engineered Paths ATM PVCs, MPLS E-LSPs and L-LSPs Link Layer QoS Ethernet 802.1p, VLANs, ATM, PPP, MPLS EXP, DOCSIS, Frame Relay, 802.11e WLAN QoS Physical Layer QoS s, Virtual Circuits (VCs), Ports, Frequencies QoS Monitoring and Measurement

38 QoS Fim-a-Fim Physical Layer QoS – Port Prioritization OE MAN L2 Ethernet Switch L3 Ethernet Switch Link Layer QoS – Ethernet 802.1p Network-signaled QoS – RSVP-TE OE Switch Traffic Engineered Paths - MPLS CMTS Cable Modem Link Layer QoS – DOCSIS QoS Monitoring / Measurement IP QoS - DiffServ Cable Access Provider

39 Exemplo de CoS-based SLA 4 classes de serviço CoS determinado via 802.1p CoS ID Service Class Service Characteristics CoS ID Bandwidth Profile per EVC per CoS ID Service Performance Premium VoIP e Video 6, 7 CIR > 0 EIR = 0 Delay < 5ms Jitter < 1ms Loss < 0.001% Silver Aplicações de Missão Crítica (e.g. sistema ERP) 4, 5 CIR > 0 EIR UNI Speed Delay < 5ms Jitter = N/S Loss < 0.01% Bronze Trágo do tipo burst com necessidade de banda 3, 4 CIR > 0 EIR UNI Speed Delay < 15ms Jitter = N/S Loss < 0.1% Standard Best effort 0, 1, 2 CIR=0 EIR=UNI speed Delay < 30ms Jitter = N/S Loss < 0.5%

40 Tunelamento IEEE 802.1Q O objetivo do tunelamento IEEE 802.1Q é permitir que a identidade das VLANs nas redes de acesso seja mantida através do BACKBONE. Sem tunelamento, a quantidade total de VLANs numa rede é 4096.

41 Portas Túnel Os links com tunelamento são ditos assimétricos, pois a configuração na extremidade dos links não é a mesma. switch clienteswitch Edge Porta IEEE 802.1Q convencional. Associada a múltiplas VLANs Porta Tunel, associada a uma VLAN específica. e.g. 30

42 Double TAG O tunelamento é feito através de um duplo TAG. –O TAG externo, associado ao túnel, é normalmente referencido como metro-tag. METRO-TAG

43 Inserção e Remoção de TAGs Switch Cliente Porta IEEE 802.1Q switch Edge switch Edge switch Core Switch Cliente Porta Tunel (Acrescente o Metro TAG) Porta IEEE 802.1Q Vê apenas o Metro TAG Porta IEEE 802.1Q Porta IEEE Túnel (Remove o Metro TAG) Porta IEEE 802.1Q

44 Formatação do TAG Todos os quadros que atravessam a porta túnel recebem o Metro-TAG: –Quadros sem TAG –Quadros com TAG O campo CoS do Metro-TAG é definido na configuração da porta túnel. Todos os quadros que saem pela porta túnel possuem o TAG mais externo removido, seja ele um Metro-TAG ou não.

45 Native VLAN Portas Túnel não são trunks. –Elas pertencem a uma VLAN de acesso. A VLAN de acesso de uma porta túnel não pode coincidir com a Native VLAN de nenhuma outra porta trunk no mesmo switch. –Em caso de coincidência, os pacotes recebidos pela porta Túnel e direcionados para porta trunk não receberão o metro TAG.

46 Native VLAN Pacotes recebidos pelo Switch A não vão receber o Metro-TAG. –O TAG desses pacotes conterá 30 (a VLAN especificada pelo switch A). Os pacotes serão enviados para o Switch C, e o TAG será removido. O pacote resultante, sem TAG será enviado erroneamente para o Switch E. mesma VLAN: o quadro não recebe metro-tag Porta túnel remove o TAG 30 O pacote sem tag é enviado para o switch errado O quadro atravessa a rede com o TAG do cliente: 30

47 Correção do Problema 1) Utilizar apenas ISL trunks entre os switches de core 2) Usar vlan dot1q tag native, para obrigar o tageamento de todos os quadros, inclusive da native VLAN. 3) Fazer com que a Native VLAN dos trunks dos switches edge nunca coincidam com as VLANs na rede do usuário.

48 Configuração Assimétrica Porta Túnel não é uma porta Trunk, e dessa forma, não irá realizar auto- negociação com a porta do outro switch. A porta trunk no switch da rede do usuário deve ser configurado manualmente como trunk.

49 Exercício 4 B = 10.26.136.60 vlan1 vlan30 vlan20 Fa0/23 Fa0/22 Fa0/6-10Fa0/1-5 Fa0/6-10Fa0/1-5 A = 10.26.136.13 C = 10.26.136.184 vlan1vlan20 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/23 Tunel Porta Trunk Manual Native VLAN 1 Porta Tunel Access VLAN 30

50 Configuração Configuração Switch Tunel = A –configure terminal interface Fa0/22 - 23 –switchport access vlan 30 –switchport mode dot1q-tunnel –exit vlan dot1q tag native (opcional) Configuração Switch Cliente = B e C –configure terminal interface Fa0/23 –switchport mode trunk –exit

51 Verificação show running-config show dot1q-tunnel show vlan dot1q tag native

52 MTU Para suportar Metro-TAGs o MTU nas portas trunk do switch precisa ser aumentado em pelo menos 4 bytes. –O MTU default para tráfego no switch é 1500 bytes. –Com um TAG o MTU deve se de 1504 bytes Porta Fast-Ethernet: –Máximo MTU 1546 Portas Gigabit-Ethernet –Máximo MTU 9000 bytes Para alterar o MTU utilize: –system MTU

53 Fragmentação de datagramas As redes Ethernet limitam o tamanho dos quadros a apenas 1500 bytes, enquanto os datagramas IP podem chegar até 64 K bytes. Nesse caso, é necessário transmitir um datragrama utilizando vários quadros.

54 Formato de um datagrama O formato de um datagrama é mostrado abaixo:

55 Prática Utilizando o comando ping do Windows e o Ethereal verifique o processo de fragmentação do IP sobre o Ethernet. ping –l tamanho_mensagem_bytes ip_destino –t Analise: –Ponto de fragmentação –Identificadores de Fragmento

56 Aumentar o MTU do sistema


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