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CCNA 1 – Comutação Ethernet

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Comutação Ethernet

• Introdução a comutação

• Protocolo STP

• Domínios de colisão

• Domínios de broadcast

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Quando o número de dispositivos que tentam acessar a rede é baixo, o número de colisões permanece dentro do limite aceitável

Entretanto, quando aumenta o número de usuários, o número de colisões pode causar baixíssimo desempenho

O uso de Bridge melhora o desempenho

Introdução a comutação

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Bridding

Introdução a comutação

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As decisões da Brigde são baseadas em MAC

Introdução a comutação

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Comutação da camada 2

Cada porta de um Switch cria um domínio de colisão

Um Switch é uma Brigde rápida multiporta

Switch mantêm informações sobre o endereçamento MAC

Essas informações ficam armazenadas em uma tabela conhecido como CAM (Memória de Conteúdo Endereçavel)

Para evitar atrasos os Switches utilizam “vias expressas” chamadas de ASIC (Aplicação Específica de Dispositivo Integrado – programa Gates Lógicos)

Introdução a comutação

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Full Duplex

Introdução a comutação

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Latência

É o tempo que leva para o quadro começar a sair do dispositivo de origem até a chegada da primeira parte o seu destino

Condições de atraso:

• meio físico

• circuito eletrônico

• software (decisões)

• conteúdo do quadro (decisões de comutação)

Introdução a comutação

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Latência

Modo Cut-thourght começa a transferir assim que o MAC de destino for identificado (baixa latência e sem verificação de erros). Comutação simétrica

Modo Store-and-Forward o Switch recebe o quadro completo, verifica o FCS e depois remete ao destino (caso não esteja corrompido). Comutação Assimétrica

Modo livre de fragmentos o Switch lê os primeitos 64 octetos e a comutação se inicia antes de receber os outros dados do quadro

Introdução a comutação

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Tipos gerais

Simétrica mesma taxa de bits nas duas portas

Assimétrica taxa de bits diferentes (i.e. 100 e 1000 Mbps)

Introdução a comutação

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Evita Loop de comutação

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Utiliza-se redundância de caminhos para implementação de uma arquitetura tolerante a falhas

Os Switches enviam BPDU (Brigde Protocol Data Units) para informar seus vizinhos sobre sua existência e eleger um Switch Raiz

Os Switches utilizam um algoritmo (STA) para resolver e suspender caminhos redundantes

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Forma uma árvore hierarquica

Fonte: Detecção Cooperativa de Intrusões em Redes Carrier Ethernet. Jieke, Pan; et al. Universidade de Lisboa, 2006.

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Existem 4 tipos de BPDU:

• Configuração

• Notificação de mudança de topologia

• Notificação de conhecimento

• Mudança de topologia

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Cada porta possui um Bridge ID (Identificação única com prioridade e endereço MAC)

A idéia e chegar a “raiz” com o menor custo possível

O STP executa três operações:

1. Determina a root bridge (menor Bridge ID)

2. Determina a árvore

3. Mantêm a topologia ao longo do tempo

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Se uma Interface parar de enviar Bridge ID, então significa que houve falha

O protocolo entra em fase de modificação da topologia

A Interface que detecta a falta de Bridge ID envia uma Notificação de Mudança. O root bridge envia um sinal de Mudança de Topologia

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Cada porta de um Switch se encontra em um destes estados para formar uma árvore hierárquica

Protocolo STP (Spanning Tree)

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Meios compartilhados (ocorre colisão)

Domínio de colisão

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Domínio de colisão

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Os dispositivos que interconectam os segmentos dos meios definem os domínios de colisão

Domínio de colisão

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Regra 5-4-3-2-1

Domínio de colisão

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Dispositivos de camada 1 estendem o domínio de colisão

Domínio de colisão

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Dispositivos de camada 2 e 3 dividem domínio de colisão

Domínio de colisão

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Broadcast (0xFFFFFFFFFFFF)

As estações de trabalho fazem broadcast de uma solicitação ARP toda vez que precisam localiza um endereço MAC

Multicast resolve mas também atrapalha. Como assim?

Domínio de broadcast

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Segmentação de Broadcast

Conter broadcast

Domínio de broadcast

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Fluxo de dados através de uma rede

Domínio de broadcast

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Segmentos

Domínio de broadcast