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VLANs Ethernet

VLANs Ethernet. Edgard Jamhour. Evolução do Ethernet. Ethernet I. 1972 – 3Mbps (DIX v1). Ethernet II. 1982 – 10Mbps (DIX v2). IEEE 802.3. 1983 – 10Mbps. IEEE 802.3u. 1995 – 100Mbps. IEEE 802.3x. 1997 – Full Duplex, Flow Control, DIX. IEEE 802.3z. 1998 – 1Gbps. IEEE 802.3ac.

kathryn
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Presentation Transcript

  1. VLANs Ethernet Edgard Jamhour

  2. Evolução do Ethernet Ethernet I 1972 – 3Mbps (DIX v1) Ethernet II 1982 – 10Mbps (DIX v2) IEEE 802.3 1983 – 10Mbps IEEE 802.3u 1995 – 100Mbps IEEE 802.3x 1997 – Full Duplex, Flow Control, DIX IEEE 802.3z 1998 – 1Gbps IEEE 802.3ac 1998 – Q Tag (VLANs e Prioridade) IEEE 802.3ae 2003 – 10Gbps

  3. Aplicação Apresentação Sessão Transporte IEEE 802.2 Rede Logical Link Control (LLC) IEEE 802.3 Enlace de Dados Media Access (MAC) Física Physical (PHY) Padrões IEEE 802

  4. Quadros Ethernet LLC e DIX

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

  6. quadro broadcast ou para MAC desconhecido Loops em Cascateamento de Switches switch 1 switch 2 E 1 4 4 E 1 2 3 2 3 C D A B 1 4 2 3 switch 3 E E

  7. quadro broadcast ou para MAC desconhecido quadro enviado para E Loops em Cascateamento de Switches switch 1 switch 2 1 E E E E 4 4 1 2 3 3 2 C D A B 4 1 E E switch 3 E 3 2 E F

  8. antes do SPT switch 1 1 2 dp dp rp rp 1 1 switch 2 switch 3 2 2 dp dp rp rp 1 2 switch 4 SPT - Spanning Tree Protocol Um dos switches é eleito como ROOT após o SPT switch 1 1 2 As portas na direção oposta ao root são chamadas de designadas. 1 1 switch 2 switch 3 2 2 Caso um switch tenha mais de uma porta root, ela é bloqueada 1 2 switch 4 As portas na direção do root são chamadas porta Root

  9. 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. 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 0x0180C20000000 até 0x0180C20000010 • (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. BPDU: Padrão IEEE 802.1D Root ID 8 bytes Path Cost 4 bytes Bridge ID 8 bytes

  12. Campos BPDU

  13. dp dp 1 1 dp dp 1 1 1 1 1 2 Eleição do Root Inicialmente, todos os switches se anunciam como ROOT Bridge ID (prioridade + MAC) Quando a mensagem recebida tem um ID menor que a do próprio switch ele aceita, se não, ele ignora switch 1 switch 1 1 2 1 2 1 3 2 1 1 1 rp rp 1 1 1 1 switch 2 switch 3 switch 2 switch 3 2 2 2 2 2 2 1 1 4 4 2 3 rp rp 1 2 1 2 switch 4 switch 4

  14. dp dp dp dp dp dp dp dp Custo do Caminho até o Root Relação entre velocidade e custo: 1Gbps = 4 100 Mbps=19 switch 1 switch 1 1 2 1 2 1Gbps (4) 1Gbps (4) (4) (4) rp rp rp rp 1 1 1 1 switch 2 switch 3 switch 2 switch 3 2 2 2 2 (4+4=8) 1Gbps (4) 100Mbps (19) (19+4=23) rp rp X rp rp 1 2 1 2 switch 4 switch 4

  15. Configuração Default

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

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

  18. Formato IEEE 802.1Q Ethernet II de 46 a 1500 Bytes 6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes DESTINO ORIGEM TYPE Dados CRC 0x8000 (IP) TAG (marcação) de VLAN 4 bytes - IEEE 802.1Q de 42 a 4096 Bytes 3 Bits 1 Bit 12 Bits 6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes PRIO CFI VLAN ID TYPE Dados CRC DESTINO ORIGEM TYPE 0x8100 (IEEE 802.1Q) 0x8000 (IP)

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

  20. Modo Acesso e Modo Tronco A B B A Dados B A Dados Interface de Acesso: Tráfego de uma única VLAN IEEE 802.3 Acesso VLAN 1 Acesso VLAN 1 B A VLAN ID = 1 Dados SWITCH 1 SWITCH 2 D E Trunk VLAN 1,2 Acess VLAN 2 Acess VLAN 2 Trunk VLAN 1,2 Trunk VLAN 1,2 SWITCH 3 Interface Trunk: Tráfego de Várias VLANs IEEE 802.1Q Acess VLAN 1 C

  21. Endereçamento IP e VLANs 210.0.0.2/24 210.0.0.3/24 A B Acesso VLAN 1 Acesso VLAN 1 200.0.0.2/24 SWITCH 1 200.0.0.3/24 SWITCH 2 D E Trunk VLAN 1,2 Acess VLAN 2 Acess VLAN 2 Trunk VLAN 1,2 Trunk VLAN 1,2 SWITCH 3 VLAN 1 = subrede 210.0.0.0/24 VLAN 2 = subrede 200.0.0.0/24 Acess VLAN 1 C 210.0.0.4/24

  22. Roteamento entre VLANs 220.0.0.3/24 210.0.0.4/24 C B VLAN 1 VLAN 2 210.0.0.3/24 Trunk VLAN 1,2,3 VLAN 1 230.0.0.3/24 A D SWITCH 1 SWITCH 2 VLAN 3 VLAN 1 VLAN 3 VLAN 1 VLAN 2 1 2 220.0.0.1/24 220.0.0.3/24 230.0.0.1/24 210.0.0.1/24

  23. Roteamento entre VLANs com Trunk 220.0.0.3/24 210.0.0.4/24 C B VLAN 1 VLAN 2 210.0.0.3/24 Trunk VLAN 1,2,3 VLAN 1 230.0.0.3/24 A D SWITCH 1 SWITCH 2 VLAN 3 Trunk VLAN 1,2,3 eth0.1=210.0.0.1/24 eth0.2=220.0.0.1/24 eth0.3=230.0.0.1/24 1

  24. Roteamento entre VLANs com Trunk 220.0.0.3/24 210.0.0.4/24 C B VLAN 1 VLAN 2 210.0.0.3/24 Trunk VLAN 1,2,3 VLAN 1 230.0.0.3/24 A D SWITCH 1 SWITCH 2 VLAN 3 Trunk VLAN 1,2,3 eth0.1=210.0.0.1/24 eth0.2=220.0.0.1/24 eth0.3=230.0.0.1/24 1 eth1 10.0.0.1/30 10.0.0.2/30 2 Internet

  25. Roteamento com Switch de Camada 3 220.0.0.3/24 210.0.0.4/24 C B VLAN 1 VLAN 2 210.0.0.3/24 Trunk VLAN 1,2,3 230.0.0.3/24 VLAN 1 A SWITCH 1 D SWITCH 2 VLAN 3 10.0.0.1/30 route port roteador svi1 svi2 svi3 10.0.0.2/30 svi1 (VLAN1)=210.0.0.1/24 svi2 (VLAN2)=220.0.0.1/24 svi3 (VLAN3)=230.0.0.1/24 2 Internet

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

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

  28. Mapeamento de Portas Trunk com VLANs Fa0/1-12 Fa0/13-24 Fa0/1-12 Fa0/13-24 Todas as Vlans vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 G1/0/1 G1/0/1 switch 1 switch 2 G1/0/2 G1/0/2 Vlan 1 somente Vlan 20 somente G1/0/1 G1/0/2 switch 3 vlan1 vlan20 Fa0/1-12 Fa0/13-24

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

  30. Mapeamento com Prioridade Fa0/1-12 Fa0/13-24 Vlan1 prio 128 Vlan 2 prio 128 Fa0/1-12 Fa0/13-24 vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 G1/0/1 G1/0/1 switch 1 switch 2 G1/0/2 G1/0/2 Vlan1 prio 16 Vlan 20 prio 128 Vlan1 prio 128 Vlan 20 prio 1 G1/0/1 G1/0/2 switch 3 vlan1 vlan20 Fa0/1-12 Fa0/13-24

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

  32. Alterando o Custo dos Caminhos Vlan1 path 30 30 G1/0/2 switch 1 switch 6 switch 1 switch 6 X Árvore Vlan 1 G1/0/1 G1/0/2 G1/0/1 4 24 Vlan 20 path 30 switch 2 switch 5 8 16 G1/0/1 G1/0/1 switch 3 switch 4 12 switch 2 switch 5 G1/0/2 G1/0/2 4 Árvore Vlan 20 switch 1 switch 6 30 8 X G1/0/2 G1/0/1 G1/0/2 switch 2 switch 5 switch 3 switch 4 G1/0/1 24 12 switch 3 switch 4 16

  33. Native VLAN e Vlan 1 Tráfego com TAG Tráfego sem TAG vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 Native VLAN 1 Switch 1 Switch 2 Native VLAN 1

  34. Per-VLAN Spanning Tree stp1 stp1000 stp1 stp1000 ... ... switch 1 switch 2 1 mensagem para cada VLAN = 1000 Mensagens VLAN 1-500 (prio 128) VLAN 500-1000 (prio 16) VLAN 1-500 (prio 16) VLAN 500-1000 (prio 128) switch 3 1 processo por VLAN = 1000 processos stp1 stp1000 ...

  35. Padrão IEEE 802.1s (MSTP) instância1 instância 2 instância1 instância 2 ... ... switch 1 switch 2 1 mensagem para cada instância = 2 Mensagens instância 1 (prio 128) instância 2 (prio 16) instância 1 (prio 16) instância 2 (prio 128) switch 3 Instância 1 = (VLANs 1 a 500) Instância 2 = (VLANs 500 a 1000) instância1 instância 2 ...

  36. Conclusão

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