Aula Prática – Switch INTRODUÇÃO

Os switches são os equipamentos empregados na função de acesso do usuário à rede, ou seja, o equipamento em que a máquina do usuário está fisicamente conectada para acesso à rede de computadores. Conforme mencionado nas aulas teóricas, os switches encaminham o tráfego para as portas cujas máquinas são a origem ou o destino do tráfego (vide figura a seguir).

Figure 1 - Microssegmentação da rede.

Vale destacar que uma rede é resultado da conexão de vários equipamentos de rede (hubs, switches, roteadores...), tendo na sua borda, geralmente, os usuários (cliente) ou equipamentos que prestam serviços a esses usuários (servidores). A rede pode ser formada simplesmente pelo cascateamento dos equipamentos (switches/hubs). É importante ressaltar que hubs não são mais comuns de se encontrar, principalmente em empresas, dado o seu pior desempenho quando comparado com os switches.

Figure 2 - Cascateamento de equipamentos de rede.

A seguir será apresentado/discutidos alguns conceitos e práticas básicas para o entendimento e uso desses equipamentos que ficam na borda da rede, ou seja, os switches. DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE PRÁTICA

O primeiro passo para a utilização/configuração dos equipamentos é conhecê-los o bastante para o uso correto de acordo com as necessidades do usuário. A forma mais tradicional é recorrer aos manuais e site do fabricante em busca de informações. No caso dessa aula, o equipamento utilizado é um switch do fabricante 3COM, modelo OfficeConnect Dual Speed Switch 8. Na busca de informações sempre é bom também ter em mão o código do fabricante (part number) para o modelo em questão. No nosso caso é o 3C16791. Essa informação comumente fica localizada na parte inferior do equipamento, próximo ao número de série.

No link abaixo é possível fazer a busca por informações do equipamento, assim como download de manuais e software relacionados:

• http://www.3com.com/products/en_US/detail.jsp?tab=support&pathtype=support&sku=3C16791-US

Como primeiro passo, deve-se estudar e entender as interfaces do equipamentos. Como vc já deve ter ouvido falar, a maioria das documentações estão em Inglês, ou seja, não temos como fugir do aprendizado básico para leitura de texto técnicos nessa lígua. Veja a seguir as interfaces e informações básicas do funcionamento do switch em questão (informações do manual do usuário disponível no link acima):

Figure 3 - Visão da parte da frente do switch.

Figure 4 - Visão da parte de trás do switch.

Usando as informações descritas anteriormente, conceitos apresentados

em sala de aula, o manual do equipamento e consulta a outros materiais (Internet), responda: Exercício 1) O que diferencia e possibilita melhor desempenho dos switches quando comparados com os hubs (supondo equipamentos com a mesma taxa de transmissão)? Exercício 2) Foi descrito anteriormente que os switches são conectados uns aos outros para formar uma rede. Há alguma necessidade especial em termos dos cabos UTPs (par trançado)? Exercício 3) Ainda no contexto do Exercício 2, o que é MDI e MDIX? Qual a facilidade disponibilizada pelos equipamentos que possuem esse recurso? Exercício 4) O que os leds de Duplex apresentam? Qual a diferença quando acesso ou apagado em termo de desempenho? Exercício 5) Foi apresentado que os switches fazem a microssegmentação da rede. Ele usa qual informação dos protocolos e de qual camada para implementar essa microsseguimentação? Que base de dados ele tem que manter para possibilitar o encaminhamento correto dos fluxos de dado? Exercício 6) Dado que os switches possibilitam a extensão da rede, inclua-o entre a sua máquina e o cabo de rede que conecta sua máquina à rede da instituição (vide figuras a seguir). Conecte outras máquinas ao switch para validar a ramificação da rede, ou seja, um ponto de rede passa a atender 7 máquinas (o switch tem 8 portas, mas 1 porta será usada como uplink).

Figure 5 - Topologia original da rede.

Switch ou Hub

Roteador/Switch

de distribuição

Firewall

INTERNET

Roteador

Figure 6 - Topologia com a inclusão do switch 3Com.

Exercício 7) O switch utilizado no laboratório é um switch básico, sem muitos recursos. Contudo, existem no mercado switches robustos que implementam vários recursos ou funcionalidades da camada 2 que facilitam as atividades de projeto e operação da rede. Esses switches são bem mais caros e de grandes fabricantes, tais como: Cisco, Enterasys, 3COM, Avaya etc. Pesquise (Internet) e descreva a funcionalidade/aplicação de cada uma abaixo:

• VLAN (IEEE 802.1q) • Link aggregation (IEEE 802.3ad) • Spanning-tree (IEEE 802.1d)

EXEMPLO DE SOLUÇÃO (PARA O PROFESSOR) Exercício 1) Hubs são barramentos e implementam um meio compartilhado com operacao em half-duplex, ou seja, possibilitam colisões. Já os switches segmentam o tráfego baseado nas portas envolvidas na comunicação. Isso possibilita a comunicação simultânea entre pares de portas sem que uma influencie a outra (melhor desempenho). Exercício 2) A conexão entre ativo-ativo exige o cabo UTP cruzado, ou seja, cabo cross. O cabo direto é usado para a conexão entre a máquina e o ativo de rede. Exercício 3) MDI é Media Dependant Interface. Os equipamentos com esse recurso implementam a inversão da conexão na própria porta (conexão direta ou cruzada), ou seja, o equipamento faz a comunicação no modo direto (simulação de cabo direto) ou cruzado (simulação de cabo cross). Com esse recurso o usuário não precisa se preocupar com o tipo de cabo, ou seja, ele pode sempre usar o cabo direto que o equipamento configura a porta para operação no modo direto ou cruzado, dependendo se está conectada a uma máquina ou outro ativo de rede. Vale ressaltar que é necessário que os dois equipamentos tenham esse recurso para o funcionamento correto.

Exercício 4) Esses leds representam se a porta está operando no modo full-duplex ou half-duplex. No full-duplex tanto o switch quanto a máquina podem enviar dados no cabo que não ocorrerá colisões. Já no modo half-duplex o cabo é visto como um meio compartilhado e colisões podem ocorrer (mesmo princípio que ocorre nos hubs). Exercício 5) O switches (Ethernet) usam o endereço MAC dos frames Ethernet (protocolo da camada 2 do modelo OSI). Eles mantêm uma tabela vinculando os MACs identificados em cada porta do equipamento. Com isso ele sabe quais máquinas (MAC) estão em cada porta. Exercício 6) Nesse exercício o aluno verá o funcionamento do switch, ou seja, possibilitará a expansão do número de pontos na rede, sendo que originalmente ele tinha 1 ponto de rede e com a inclusão do switch ele obtém 7 pontos (usando o switch de 8 portas). Exercício 7) VLAN – recurso que possibilita a separação dos tráfegos no switch. Por exemplo, uma porta que está na VLAN 1 só recebe o tráfego de outras portas que estão na mesma VLAN. É como se o switch fosse dividido logicamente em vários switches distintos. Usado para isolar tráfegos de setores diferentes. Link Aggregation – recurso que possibilita a união de várias portas físicas, criando uma porta lógica com a capacidade igual à soma das taxas de cada porta. Muito usado para criar uplinks com alta taxa de vazão. Spanning-tree – recurso que permite resolver problemas de loop em redes comutadas cuja topologia introduza anéis nas ligações. Um ou mais conexões (ligações entre switches)

redundantes são colocadas em estado de desativada (DOWN) para que, em caso de falha de outra conexão, o link redundante entre em operação (UP) e a rede não pare. Muito usado para aumentar a disponibilidade da rede, implementando conexões redundantes entre os switches como, por exemplo, rede em anel (um enlace do anel fica em estado DOWN).