MetroEthernetMetroEthernet

Protocolos Spanning-Tree Protocolos Spanning-Tree PVST PVST

Rapid-PVSTRapid-PVSTMSTMST

QoS EthernetQoS EthernetQinQQinQMinMMinM

Cascateamento de SwitchesCascateamento de Switches

• O cascateamento de switches na presença de VLANS motivou a elaboração dos seguintes padrões IEEE:– IEEE 802.1Q: define o funcionamento de VLANs

• Acrescenta dois campos no quadro:– Identificador de VLAN– Prioridade

– IEEE 802.1p: define o uso do campo prioridade.

Quadros EthernetQuadros Ethernet

MAC destino

(6 bytes)

MAC origem

(6 bytes)

Dados

(46 a 1500 bytes)

FCS

(4 bytes)

Ethernet I & II

Tipo Proto.

(2 bytes)

MAC destino

(6 bytes)

MAC origem

(6 bytes)

Dados

(46 a 1500 bytes)

FCS

(4 bytes)

IEEE 802.3

Tamanho

(2 bytes)

MAC destino

(6 bytes)

MAC origem

(6 bytes)

Dados

(46 a 1500 bytes)

FCS

(4 bytes)

IEEE 802.1Q

Tipo Proto

(2 bytes)

VLAN id e prioridade

(2 bytes)

Tipo 802.1Q = 0x8100 Prioridade (3 bits) + CF (1bit) + VLANID (12 bits)

Tipo Proto

(2 bytes)

Interligação de SwitchesInterligação de Switches

SWITCH SWITCH

SWITCH

A

B C

D

E

VLAN 1,2,3VLAN 1,2,3

VLAN 1,2,3VLAN 1

VLAN 2 VLAN 2

VLAN 3

VLAN 2

TRUNKACCESS

Interface Trunk: Tráfego de Várias VLANsIEEE 802.1Q

Interface de Acesso: Tráfego de uma única VLAN

IEEE 802.3

Modos das Portas de SwitchModos das Portas de Switch

• As portas de um switch pode trabalhar em dois modos:– Modo Access

• Cada porta do switch pertence a uma única VLAN.• Quadros Ethernet: Formato Normal.

– Modo Trunk• O tráfego de múltiplas VLANs é multiplexado em um único link

físico.• Usualmente interconectam switches.• Quadros Ethernet: formato especial (VLAN).• Apenas computadores com placas especiais podem se conectar

a essas portas.

Protocolos TrunkProtocolos Trunk

• Os quadros nas interfaces Trunk são formatados em quadros especiais para identificar a quais LANs eles pertencem. O IEEE 802.1Q é um protocolo para interface Trunk.

DESTINO ORIGEM CFI Dados CRC

6 Bytes 6 Bytes

Esses campos são removidos quando o quadro é enviado para

uma interface do tipo access.

TYPE

2 Bytes

PRIO

3 Bits

VLAN ID

1 Bit 12 Bits

PRIO: IEEE 802.1 PCFI: Canonical Format Indicator

• 0 em redes Ethernet

TYPE

2 Bytes

0x8100

Spanning Tree Protocol: STPSpanning Tree Protocol: STP

• Quando os switches colocados em cascata formam caminhos com loops fechados, o encaminhamento de quadros pode levar ao congestionamento da rede.

• O STP é um protocolo de camada 2 utilizado para prevenir a ocorrência desses loops.

Loops em Cascateamento de Loops em Cascateamento de SwitchesSwitches

A B

C,D A,B

C D

• Os switches criam tabelas de encaminhamento escutando os endereços MAC de origem enviado para suas portas.

Cascateamento de SwitchesCascateamento de Switches

A B

C,D,E,FA,B

C D

E F

A,B,C,D

E,F

Cascateamento de SwitchesCascateamento de Switches

A B

A,B,C,D,E,F

C D

E F

A,B,C,D,E,FA,B,C,D,E,F

A,B,C,D,E,F A,B,C,D,E,F

A,B,C,D,E,F

Princípio do STPPrincípio do STP

• O STP é executado em cada switch da rede• Princípio:

– Somente um caminho ativo pode existir entre 2 estações na rede

– Bloquear as portas que impliquem em loops fechados.

• A estratégia consiste em escolher um switch como Root, e construir uma árvore como o menor caminho até o Root.

SPTSPT

• O STP utiliza um protocolo chamado BPDU:– Bridge Protocol Data Unit – Mensagens em Multicast (MAC)

• DE: 0x0180C20000000• ATÉ: 0x0180C20000010

• STP funciona continuamente, de maneira a refletir mudanças de topologia na rede.– Se SPT está ativo, os pacotes multicast são

recebidos, mas não encaminhados.– Se SPT está desativo, os pacotes multicast são

encaminhados como multicast desconhecido.

Topologia STPTopologia STP

A

B C

D

RP RP

RP

As portas na direção do root são chamadas porta Root

As portas na direção oposta ao root são chamadas de

designadas.

BPDU: Padrão IEEE 802.1DBPDU: Padrão IEEE 802.1D

Campos do BPDUCampos do BPDU

• Protocol Identifier: 0 (SPT)

• Version: 0 (ST)

• Message Type: 0 (Configuration)

• Flags: Topology change (TC), Topology change acknowledgment (TCA)

• Root ID: 2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge

• Root Path Cost: 4-Bytes custo da Bridge até o root.

• Bridge ID: 2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge (por VLAN)

• Port ID: 2 Bytes (usado para escolher a porta a ser bloqueada em caso de loop)

• Message Age: Tempo decorrido desde que a mensagem repassada foi enviada pelo Root

• Maximum Age: Idade a partir do qual a mensagem deve ser ignorada

• Hello Time: Intervalo entre mensagens da root bridge

• Forward Delay: Tempo que a bridge deve esperar antes de mudar de estado em caso de mudança de topologia.

Topologia STPTopologia STP

Todas as portas são DP

ROOT = Bridge com a menor Bridge ID (menor

prioridade ou menor MAC)

Porta Root é aquela que

tem a menor distância até o Switch Root

Esses caminhos foram bloqueados. Em caso de

caminhos paralelos, a interface mais lenta é sempre

bloqueada.

Por default, a prioridade de todos

os switches é 32768.

Mensagens BPDUMensagens BPDU

• Todos os switches são root inicialmente• Todos os switches enviam mensagens BPDU em

multicast para todas as suas interfaces.• Se SPT está ativo, as mensagens recebidas não são

propagadas pelo switch.• Se a mensagem recebida por um switch é superior

(menor bridge ID, custo) ele é armazenada, senão é ignorada.

• Se a mensagem superior for recebida pela porta root, ela é propagada para as demais portas DP, correspondendo as redes LAN onde o switch é designado.

Configuração Default (cisco)Configuração Default (cisco)

Aprimorando SPTAprimorando SPT

• É possível induzir o protocolo SPT a escolher portas e caminhos diferentes para cada conjunto de VLANs.

• Essa configuração é feita alterando-se o nível de prioridade (ou custo) associado as portas trunks.

Mapeamento de VLANs em portas Mapeamento de VLANs em portas trunktrunk

• Por default, cada porta trunk pode ser utilizada por todos as VLANs do switch.

• Todavia, no caso de haver caminhos redundantes, é possível restringir o uso das VLANs para portas trunks específicas.

• Isso permite efetuar balaceamento de carga, mas sem failback.

ExemploExemplo

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Vlan20somente

Vlan1somente

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/13-20Gi1/0/1-12

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-2

vlan1 vlan20

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.3

Gi0/1 Gi0/2

Vlan20somente

Vlan1somente

Gi1/0/24Gi1/0/23

Native VLANNative VLAN

• Uma porta trunk está sujeita a dois tipos de tráfego:– Tráfego com TAG:

• resultantes do tráfego de VLANs de um switch para outro

– Tráfego sem TAGs: • utilizados normalmente por protocolos intra-switch, como

o protocolo de configuração de portas trunk

• O tráfego sem TAGs é associado a Native VLAN da porta trunk.– Por default, a native VLAN das portas trunk é

VLAN 1

Native VLANNative VLAN

• A fim de haver negociação entre entre portas trunk é necessário que elas pertençam a mesma VLAN

• Todavia, o tráfego direcionado de uma VLAN para a porta Trunk não receberá o cabeçalho de VLAN, se seu código coincidir com a Native VLAN do switch.

2950-1

vlan1 vlan20

10.0.0.2 2950-1

vlan1 vlan20

10.0.0.2

Native VLAN 1

Native VLAN 1

Tráfego sem TAGTráfego com TAG

Balanceamento de Carga com Balanceamento de Carga com Prioridade de PortasPrioridade de Portas

• O mapeamento estático de VLANs para portas trunk não permite a reorganização automática do fluxo de dados quando uma enlace trunk é danificado.

• A alternativa mais adequada é priorizar a utilização de certas VLANs em certas portas, ao invés de bloquear sua utilização.– Por default, a prioridade de utilização de VLANs

em portas trunk é 128.

ExemploExemplo

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Vlan1 prio 16Vlan20 prio 128

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/13-20Gi1/0/1-12

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-1

vlan1 vlan20

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.3

Fa0/1 Fa0/17

Gi1/0/24Gi1/0/23

Vlan1 prio 128Vlan20 prio 16

Vlan1 prio 16Vlan20 prio 128 Vlan1 prio 128

Vlan20 prio 16

Balanceamento de Carga com STP Balanceamento de Carga com STP Path CostPath Cost

• Por default, o custo dos caminhos trunk está associado a velocidade das portas do switch.– Porta Ethernet: 100– Porta Fast-Ethernet: 19– Porta Giga-BitEthernet: 4

• Em caso de haver trunks redundantes para o mesmo caminho, o STP irá selecionar com caminho com o menor custo (i.e., maior velocidade).– Por default, o valor do custo é o mesmo para todas as

VLANs, mas pode ser alterado para prover balanceamento de carga.

– O custo é acumulativo quando switches são cascateados

ExemploExemplo

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Vlan1 path 19Vlan20 path 30

Fa0/17Fa0/1

Gi1/0/1 Gi1/0/13

Gi1/0/13-20Gi1/0/1-12

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.2

2950-1

vlan1 vlan20

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.3

Fa0/1 Fa0/17

Gi1/0/15Gi1/0/3

Vlan1 path 30Vlan20 path 19

Vlan1 path 19Vlan20 path 30

Vlan1 path 30Vlan20 path 19

Modos e Protocolos de Spanning Modos e Protocolos de Spanning TreeTree

• PVST+:– Protocolo da cisco baseado no IEEE 802.1D– Usa um algoritmo de SPT por VLAN

• Rapid PVST+: (RSTP)– Convergência rápida baseada no IEEE 802.1w– Apaga imediatamente as entradas MAC após uma mudança

de topologia, ao invés de aguardar o aging-time de 5 minutos.

• MSTP:– Baseado no padrão IEEE 802.1s– Permite mapear múltiplas VLANs em uma única instância de

SPT.– Executado sobre o RSTP (IEEE 802.1w) (uso obrigatório)

LimitaçõesLimitações

• PVST+ e RSTP: – 128 instâncias de SPT (i.e., 128 VLANs)

• MSTP: – 65 MST instâncias– Número ilimitado de VLANs por MST.

MSTP – Multiple Spanning-Tree MSTP – Multiple Spanning-Tree ProtocolProtocol

• MSTP: IEEE 802.1s– Melhora a tolerância a falhas– Múltiplos forwarding paths– Permite balanceamento de carga– Mais escalabilidade que o PVST

Problema do PVSTProblema do PVST

• PSVT permite balanceamento de carga, escolhendo trunks diferentes para diferentes VLANs.– D1: root para Vlans 501 a 1000 e D2: root para Vlans 1-500

• Problema: 1000 instâncias de PSVT com uma topologia de apenas 2 caminhos alternativos.– Alto consumo de CPU nos switches e pouca escalabilidade.

Padrão 802.1qPadrão 802.1q

• Define apenas uma instância de ST para todas as VLANs: CST (Common Spanning Tree)

• Não permite balanceamento de carga.• OBS. PVST não é padrão IEEE 802.1q

Padrão IEEE 802.1s (MST)Padrão IEEE 802.1s (MST)

• Permite agrupar VLANs em instâncias de SPT.– Intancia 1: VLANs 1 a 500– Instancia 2: VLANs 501 a 1000– Cada instância pode ter um caminho diferente.– Apenas duas instâncias de SPT para 2 alternativas de

topologia.

Regiões MSTRegiões MST

• A fim de prover maior escalabiliade, o padrão MST define que uma rede pode ser organizada em regiões– Cada região pode possuir múltiplas instâncias, sendo

• 1 instância IST (Internal Spanning Tree) – Instância 0– Transmite BPDUs

• 1 ou mais instâncias MST– Transmite MSTP BDUs

MSTRegion 1

MSTRegion 2

MSTRegion 3

IST Master

IST MasterIST Master

Região MSTRegião MST

• Switches pertencem a mesma região MST se:– Tiverem o mesmo nome de região– Tiverem a mesma versão– Tiverem o mesmo mapeamento de instâncias para

VLAN

ExemploExemplo

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/13-20Gi1/0/1-12

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-1

vlan1 vlan20

Fa0/17-24Fa0/1-16

10.0.0.3

Gi0/1 Gi0/2

Gi1/0/24Gi1/0/23

Instancia 1Vlan 1,10

Instancia 2Vlan 2,20

Instancia 1Vlan 1,10

Instancia 2Vlan 2,20

Qualidade de Serviço em Switches Qualidade de Serviço em Switches EthernetEthernet

Edgard Jamhour

QoS em Switches da CiscoQoS em Switches da Cisco

• Baseado em Serviços Diferenciados• Possibilidade de executar priorização

utilizando informações da camada 2 ou 3.• Camada 2:

– Bits de prioridade dos TAGs IEEE 802.1Q– Campo COS: Class Of Service (IEEE 802.1P)

• Camada 3:– Campos TOS, renomeados para DSCP

Informações para Classificação de Informações para Classificação de QoS nas Camadas 2 e 3QoS nas Camadas 2 e 3

COS: IEEE 802.1PCOS: IEEE 802.1P

• De acordo com a abordagem do padrão 802.1p, o diferentes tipos de tráfego podem ser tratados utilizando 8 níveis de prioridade:– 000 = 0 : Best Effort – 001 = 1 : Background – 010 = 2 : Não Utilizado– 011 = 3: Excellent Effort – 100= 4 : Carga Controlada– 101 = 5 : Vídeo – 110 = 6 : Voz – 111= 7 : Controle de Rede

Operações de QoS no SwitchOperações de QoS no Switch

ENTRADA SAÍDA

Fluxo de Tráfego no SwitchFluxo de Tráfego no Switch

• As filas são utilizadas para impor o QoS no tráfego.• As filas podem possuir uma quantidade específica de banda e

níveis diferentes de descarte.

O switch possui duas filas de entrada

O switch possui quatro filas de saída

Cenário de Estudo 1: Cenário de Estudo 1:

2950-1

3750-1

Usuário Dados

Usuário VoIP

Gi0/1

Gi1/0/21

10.0.0.2

10.0.01

2950-2 10.0.0.3

Gi0/1

Fa0/5-6 Fa0/7-8 Fa0/5-6 Fa0/7-8

NíVELEDGE

Usuário VoIP

Usuário Dados

Gi1/0/23

NÍVEL CORE

TrunkTrunk

Usuário Dados

Gi1/0/5-6

Usuário VoIP

Gi1/0/7-8

Criando ACL PoliciesCriando ACL Policies

• Políticas definem os critério que permitem classificar, marcar e policiar o tráfego em uma interface

Access-List

Access-List

Classe(critério de

classificação)

Ação de Marcação

Policiamento

Policy

Interface

...

PoliciamentoPoliciamentoModelo Token BucketModelo Token Bucket

– Permite adequar o tráfego em torno de uma taxa média, com rajadas de intensidade controlada.

Serviço Garantido se

r <= R

b bytes

r bytes/s

chegada

p bytes/s

saída

d <= b/p

r

saída(bytes/s)

p

t

R

B

reserva

R

ClassificaçãoClassificaçãoTOS, DSCP, CoS ou UnTrustTOS, DSCP, CoS ou UnTrust

Trust COS

COS Default da

Porta

Use o COS do Frame

sem tag com tag

Aplique o Mapa CoS-to-DSCP

Trust DSCP

Use DSCP

Trust ToS

Aplique o Mapa IP Prcedence-to-

DSCP

Não Confia

Testa as Politicas da Porta

Aplica o DSCP ou CoS da política Aplica

DSCP 0Aplique o Mapa CoS-to-DSCP

Achou politica

Não achou politica

Mapeamentos DefaultMapeamentos Default• config term• mls qos map cos-dscp 10 15 20 25 30 35 40 45• end• show mls qos maps cos-dscp• Cos-dscp map:• cos: 0 1 2 3 4 5 6 7• --------------------------------• dscp: 10 15 20 25 30 35 40 45

Fluxo de Tráfego no SwitchFluxo de Tráfego no Switch

• Duas Filas de Entrada (Ingress Queues)

• Quatro Filas de Saída (Egress Queues)

Descarte PonderadoDescarte Ponderado

• WTD: as filas utilizam um algoritmo de descarte ponderado, baseado na classificação dos quadros:

Novos quadros com Cos 4-5 são

descartados quando a fila

atinge 60% da taxa de ocupação

SRR – Shaped Round RobinSRR – Shaped Round Robin

• Controla a taxa no qual os quadros são retirados das filas– De entrada para o stack ring– De saída para a porta do switch

• SRR pode ser configurado como:– shared ou shaped

• Porta de saída

– Shared• Porta de entrada

SRRSRR

• Shared– Garante um mínimo de banda para cada fila (em

porcentagem) mas permite uma maior utilização caso as outras filas estejam ociosas.

• Shaped– Cada fila de saída possui uma quantidade de

banda limitada– Mesmo que a banda de outras filas não esteja

sendo utilizada, a banda de uma fila nunca é excedida.

Tratamento dos quadros na entradaTratamento dos quadros na entrada

• Duas filas de entradas são suportadas.

• As filas de entrada podem ser colocadas em modo Normal ou Expedite

• O modo Expedite tem banda garantida.

Configuração da Fila de EntradaConfiguração da Fila de Entrada37503750

• Quais pacotes são associados a qual fila (por DSCP ou COS)?

• Qual a porcentagem de descarte em cada fila, e qual CoS, DSCP são mapeados a cada threshold?

• Qual a porcentagem de buffer alocada a cada fila?• Quanto de banda é alocada a cada fila?• Existe algum tráfego (como VoIP) que precise ser

tratado com alta prioridade?

Configuração Default para as Filas de Configuração Default para as Filas de EntradaEntrada

Configuração das Filas de SaídaConfiguração das Filas de Saída

• Quais pacotes (CoS ou DSCP) são enviados para quais filas de saída?

• Quais as porcentagens de descarte aplicado a cada uma das filas de saída, e quanto de memória é reservado para cada tipo de tráfego?

• Quanto de buffer é alocado para as filas de saída?• A banda da porta de saída é limitada? • Quão a freqüência em que as filas de saída são

servidas e com qual técnica (shaped, shared, ou ambas)?

Mapeamento Default para as Filas de Mapeamento Default para as Filas de SaídaSaída

EtherChannel/IEEE 802.3adEtherChannel/IEEE 802.3adTunelamento VLAN /IEEE 802.3acTunelamento VLAN /IEEE 802.3ac

Q-in-Q/IEEE 802.1adQ-in-Q/IEEE 802.1adMAC-in-MAC/IEEE 802.1 ahMAC-in-MAC/IEEE 802.1 ah

MPLSMPLS

EtherChannelEtherChannel

• 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.

Modos EtherChannelModos 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.

Identificação da Porta AgregadaIdentificação 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

PAgP – Port Aggregation ProtocolPAgP – 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.

Modos PAgPModos 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 Desirable

Desirable Auto

Auto Auto

AutoDesirable

(Silent mode)

Não PAgP

Se não for usado o modo silent, a porta não entra em operação

Endereço MACEndereço 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.

LACP: Link Aggregation Control LACP: Link Aggregation Control ProtocolProtocol

• 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.

ExemploExemplo

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/17-20Gi1/0/1-16

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-2

vlan1 vlan20

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.3

Gi0/1 Gi0/2

Gi1/0/24

Gi1/0/23

Ether1PAgP

Ether2PAgP

Balanceamento de CargaBalanceamento 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

Balanceamento de CargaBalanceamento 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

Escolha do Método de BalanceamentoEscolha 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.

Exemplo: SPT com EtherChannelExemplo: SPT com EtherChannel

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/17-20Gi1/0/1-16

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-2

vlan1 vlan20

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.3

Gi0/1 Gi0/2

Gi1/0/24

Gi1/0/23

Ether1PAgP

Ether2PAgP

Fa0/21

Fa0/22

Fa0/21

Fa0/22Ether3PAgP

Exemplo: Balanceamento de CargaExemplo: Balanceamento de Carga

2950-1

vlan1

3750-1

vlan1 vlan20

vlan20

Gi0/2Gi0/1

Gi1/0/21 Gi1/0/22

Gi1/0/17-20Gi1/0/1-16

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.2

10.0.0.1

2950-2

vlan1 vlan20

Fa0/17-20Fa0/1-16

10.0.0.3

Gi0/1 Gi0/2

Gi1/0/24

Gi1/0/23

Ether1PAgP

Ether2PAgP

Fa0/21

Fa0/22

Fa0/21

Fa0/22Ether3PAgP

Vlan 20Prio 16

Arquitetura Metro EthernetArquitetura Metro EthernetQ-in-Q e MAC-in-MACQ-in-Q e MAC-in-MAC

User-facing provider edge (U-PE) Network-facing provider edge (N-PE)Provider edge aggregation (PE-AGG)

WAN

Ethernet access domains [EADs]Ethernet access domains [EADs]

Intra-EAD and Inter-EAD Services

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

QinQQinQ

MPLS MPLS

U-PEU-PE N-PEN-PE

USUÁRIOUSUÁRIO ACESSOACESSO CORECORE WANWAN

Blocos FuncionaisBlocos Funcionais

QinQQinQouou

MinMMinM MPLSNetworks

PEPE

50ms Ethernet 50ms Ethernet Access RingAccess Ring

QinQQinQ

QinQQinQOrOr

MinMMinM MPLS MPLS

U-PEU-PE N-PEN-PE

Customer Customer Prem AccessPrem Access

Metro Ethernet Metro Ethernet Access/AggregationAccess/Aggregation Metro CoreMetro Core WANWAN

Os novos padrões QinQ e MinM são utilizados para prover Os novos padrões QinQ e MinM são utilizados para prover escalabilidade na construção de backbones escalabilidade na construção de backbones

metropolitanos. metropolitanos.

MinM e QinQMinM e QinQ

MinMMinM

QinQQinQOrOr

MinMMinM MPLSNetworks

Gerenciamento em EthernetGerenciamento em Ethernet

Customer Premises

CPE

EthernetCO/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

IEEE802.1ad QinQ (Stacked VLAN)IEEE802.1ah MinM (Backbone Provider Bridge)

QinQ e MinMQinQ 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.

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

EthernetUNI

(source)

O switch de borda acrescenta um novo cabeçalho (SP) com endereços MAC

EthernetUNI

(destination)

O pacote é encaminhado pela rede utilizando as informações do cabeçalho SP

O switch de saída remove o cabeçalho SP

Customer Ethernet Frame

Quadro Mac-in-MacQuadro Mac-in-Mac

SP MAC DA

SP MAC SA

ET=0x8100

SP Q-tag1

ET=MiM

Service Tag

Customer Ethernet Frame

SP FCS

Destination MAC address• If destination unknown, then

0xFFFFFF

Source MAC address

P-bits

CFI

Tunnel ID (XXX)

Reserved

PT

Service ID(YYY)

SP Header

SP Payload

1 123

1 247

Future Growth. Vendor specific fields.

Payload Type (data or control)

ET: EthertypeCTI: Canonical Field Identifier

Traffic Management

EVC ID 16M

Enterprise CPE

Enterprise CPE

Carrier Access

Carrier Access

Carrier Core

Carrier Core

a1 b1

Princípios do QinQ

b1a1 Q

b1a1 Q Q

b1a1 Q Q Q b1a1 Q Q Q

b1a1 Q Q

b1a1 Q

Q in Q data frame formatQ 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 CFIS Tag

Customer original Tag

SP CoS

SP EVC ID4096

Customer internal MAC

Camadas de QoSCamadas 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 QoS IP Differentiated Services (DiffServ)

Network-signaled QoS ATM PNNI, MPLS RSVP-TE or CR-LDP

Traffic Engineered Paths ATM PVCs, MPLS E-LSPs and L-LSPs

Link Layer QoSEthernet 802.1p, VLANs, ATM, PPP, MPLS EXP, DOCSIS, Frame Relay, 802.11e WLAN QoS

Physical Layer QoS s, Virtual Circuits (VCs), Ports, Frequencies

Qo

S M

on

ito

rin

g a

nd

M

easu

rem

ent

QoS Fim-a-FimQoS Fim-a-Fim

Physical Layer QoS – Port Prioritization

OE MAN

L2EthernetSwitch

L3EthernetSwitch

Link Layer QoS – Ethernet 802.1p

Network-signaled QoS – RSVP-TE

OESwitch

Traffic Engineered Paths - MPLS

CMTS

CableModem

Link Layer QoS – DOCSIS

QoS Monitoring / Measurement

IP QoS - DiffServ

CableAccess

Provider

Exemplo de CoS-based SLAExemplo de CoS-based SLA

• 4 classes de serviço

• CoS determinado via 802.1p CoS ID

Service Service ClassClass Service CharacteristicsService Characteristics CoS IDCoS ID Bandwidth Profile per Bandwidth Profile per

EVC per CoS IDEVC per CoS IDService Service

PerformancePerformance

Premium VoIP e Video 6, 7 CIR > 0EIR = 0

Delay < 5msJitter < 1ms

Loss < 0.001%

Silver Aplicações de Missão Crítica (e.g. sistema ERP) 4, 5 CIR > 0

EIR ≤ UNI Speed

Delay < 5msJitter = N/S

Loss < 0.01%

Bronze Trágo do tipo burst com necessidade de banda 3, 4 CIR > 0

EIR ≤ UNI Speed

Delay < 15msJitter = N/S

Loss < 0.1%

Standard Best effort 0, 1, 2 CIR=0 EIR=UNI speed

Delay < 30msJitter = N/S

Loss < 0.5%