CST em Redes de Computadores - Prof. Jéferson Limas · topologia sem loops na rede local....
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Dispositivos de Rede IDispositivos de Rede I
Aula 03 – Básico de SwitchesAula 03 – Básico de Switches
Prof: Jéferson Mendonça de Limas
●Dispositivos que filtram e encaminham pacotes entre segmentos de redes locais.●Criam um circuito virtual entre dois dispositivos conectados, criando um canal dedicado para transferência dos dados.●Aumentam o desempenho da rede, já que deixam a comunicação sempre disponível, salvo quando dois ou mais computadores tentam acessar o mesmo dispositivo.●Criam microsegmentação (diminuem os domínios de colisão).●Encaminham quadros de broadcast.
O que é um Switch?
●Com o Hub, existe um único domínio de colisão.● Um quadro enviado é propagado a todos
os hosts da rede
●Com o Switch cada porta é um domínio de colisão.● Um quadro enviado é direcionado somente
ao host de destino.
Diferença de Funicionamento entre
Rede funcionando com Hub
Rede funcionando com Swtich
● Comutar Quadro de Dados
– Recebe os quadros de dados em uma interface, seleciona a porta correta e encaminha o quadro de dados para o destino.
● Manter as operações do Switch
– Os switchs criam e mantêm uma tabela de encaminhamento. Constroem e mantém uma topologia sem loops na rede local.
Operações Básicas de um Switch
Classificação Equipamentos no Modelo OSI
● Gerenciável
– Tem uma interface que permite ao administrador de rede realizar configurações via software
● Não-Gerenciável
– Não possui uma interface de gerência. Quando possui configurações a serem feitas estas serão manuais. (Através de jumpers)
Tipos de Switch / Método de Manutenção
Interfaces Switchs Gerenciáveis
● Mapeia os endereços dos nós que residem em cada segmento de rede e permite a passagem somente do tráfego necessário.
● Aprende quais hosts estão em cada uma de suas portas.
● Examina o tráfego de entrada, deduz os endereços MAC e cria uma tabela de endereçamento para cada uma de suas portas.
● Quando recebe um pacote ele determina o destino e a origem, encaminhando corretamente o pacote, bloqueando o acesso deste a outra rede se a origem e destino estiverem no mesmo segmento.
Funionamento dos Switches
● Existem quatro métodos:
– Store-and-Forward
– Cut-Through
– Fragment Free
– Adaptative Cut-Through
Métodos de Encaminhamento
● Faz a verificação do pacote antes de enviá-lo ao destino, guardando cada pacote no buffer.
● Método que permite identificar erros e evitar que se propaguem pela rede.
● Com o pacote no buffer é verificado o CRC e o tamanho do quadro.
● Se o CRC estiver errado ou o quadro for muito pequeno ou grande demais o quadro é descartado. (Tamanho quadro ethernet de 64 a 1518 bytes)
● Este método assegura operações sem erros e aumenta a confiabilidade da rede.
● O Tempo gasto para verificação do pacote aumenta a latência da rede. Quanto maior o pacote maior a latência.
● Uso em redes onde a verificação de erros e um bom throughtput são desejáveis.
Método: Store-and-Forward
● Criados para reduzir a latência.
● Analisam apenas os 6 primeiros bytes de dados do pacote, onde está o endereço de destino.
● Assim realizam rapidamente o encaminhamento.
● Ele não detecta pacotes corrompidos por colisões (conhecidos como runts) e nem erros de CRC.
● Quanto maior o número de colisões, maior a largura de banda gasta com encaminhamento de pacotes corrompidos.
● Comutação simétrica: tanto a porta de origem quanto a de destino precisam operar na mesma taxa de bits, a fim de manter a integridade dos pacotes.
Método: Cut-Through
● Projetado para eliminar o problema de encaminhamento de pacotes corrompidos.
● Lê os primeiros 64 bytes do pacote (Cabeçalho), garantindo assim que o quadro tenha pelo menos o tamanho mínimo.
● Inicia o envio antes mesmo que todo o quadro de dados e checksum sejam lidos.
● Assim assegura que pacotes corrompidos por colisão (runts) sejam enviados pela rede.
● Verifica a confiabilidade das informações de endereçamento e do protocolo LLC, para garantir que o destino e o tratamento dos dados estejam corretos.
Método: Fragment Free
● O método rápido é o Cut-Through
● O método mais eficiente é o Fragment Free
● O método mais confiável é o Store-and-Forward
– Usa melhor a banda da rede, permite que as portas trabalhem em diferentes velocidades.
Principais diferenças nos Métodos
● Switchs Híbridos, suportam os métodos store-and-forward e cut-through.
● Qualquer um dos modos pode ser ativado pelo gerente da rede, ou o switch, pode ser inteligente o bastante para escolher um dos métodos, baseado no número de quadros com erro que estão trafegando na rede.
● Quando o número de quadros com erro se eleva ele muda do modo cut-through para store-and-forward, voltando para o anterior assim que a rede se normalizar.
Método: Adaptative Cut-Through
● Os switchs podem ser:
– De Nível 2 (Layer 2)
– De Nível 3 (Layer 3)
Classificação quanto funcionalidades do Modelo OSI
● Atuam somente na Camada 2 do Modelo OSI.
● Permite comunicação baseada somente em endereços MAC.
● Não filtram broadcast e multicast.
● Funcionam como bridges multiportas.
● Principal função: dividir a rede em multiplos domínios de colisão.
● Possibilitam múltiplas comunicações simultâneas.
Switches Layer 2
● Possui as mesmas funções que uma switch de camada 2 e mais algumas funções de roteamento (Camada de rede).
● Geralmente possuem maior velocidade e processamento que os de camada 2, o roteamento é realizado em nível de hardware.
● Determinam o caminho baseados no cabeçalho da camada 3(IP), realizam validação do cabeçalho por checksum e possuem suporte a protocolos de roteamento tradicionais (RIP, OSPF, etc).
● Permitem a definição de redes virtuais (VLANs) e a comunicação entre diversas VLANs sem a necessidade de um roteador externo.
Switches Layer 3
● Utiliza-se estes switchs em segmentação de redes LAN muito grandes, onde os switchs de camada 2 provocaria uma perda de performance e eficiência, devido a quandidade de broadcast e multicast.
● A pouco tempo no mercado os Switchs Layer 4 muitas vezes chamados de Layer 3+ (Layer 3 Plus).
– Incorporam as funcionalidades de um switch nível 3 e mais a capacidade de se implementar aplicação de políticas e filtros a partir de informações da camada 4, como portas UDP e TCP.
Switches Layer 3
● Backplane
– Barramento Interno Switch, a velocidade varia de acordo com cada equipamento
– A largura de banda agregada dos servidores e hosts não pode ultrapassar a do backplane.
● Memória CAM
– Armazena em uma tabela a porta e o endereço MAC. Também conhecidada como SAT (Source Address Table).
● Buffer (Cache)
– Armazena temporariamente os pacotes, antes de transmiti-los ao destino.
Principais Partes de um Switch
● Método de Operação (cut-through / Store-and-Forward)
● Suporte a VLANs
● Suporte a VLAN Trunk
● Método de Segmentação (Layer 2 ou 3)
● Número Máximo de VLANs
● Capacidade do Backplane
● Capacidade de Aprendizagem de Endereços MAC
● Número de Portas
● Suporte ao protocolo Spanning Tree
● Implementação de Controle de Broadcast, Filtros Multicast, Controle de Fluxo, Filtros de protocolo
● Capacidade de empilhamento
● Suporte a definição de QoS
● Suporte a Link Agregation
Principais Características a verificar na hora da escolha de um Switch
Trabalhando com Modelo de Camadas
Trabalhando com Modelo de Camadas
Trabalhando com Modelo de Camadas
Linha Cisco
Atividade
● Você foi contratado para realizar o projeto de uma rede de computadores de uma empresa com 500 funcionários, sendo que cada um dele possui um micro-computador em seu espaço de trabalho. Monte um pequeno esboço da rede e defina que equipamentos devem ser adquiridos na empresa para garantir o bom funcionamento da rede como um todo.
Tira Dúvidas
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