CCNA 1 Módulo 8

Comutação Ethernet

Antonio Estevão

http://aestevao-telecom.blogspot.com/

aestevao@gmail.com

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

Supervisor de Comunicação de Dados da Telemontrms - Engenharia de Telecomunicações S/A

Esp º Redes de Computadores

Cisco Certificado e Instrutor Cisco Networking Academy

Conteúdo

• 5. 1 Projeto de uma Rede Local

• 5. 2 Switches de Redes Locais

• 5.3 Atividade de Laboratório

Conteúdo

• 8. 1 Comutação Ethernet

• 8. 2 Domínios de Colisão e Domínios de Broadcast

• 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

– Na pratica o domínio de colisão não

existe

• Comunicação full duplex , com passagem

simultânea dos sinais através de ambos os

nós.

– 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-a-

ponto

• 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. Cinco segmentos de meios de rede

2. Quatro repetidores ou hubs

3. Três segmentos de host da rede

4. Duas seções de links (sem hosts)

5. 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