Introdução às Redes e Protocolos TCP/IP. Sessão nº2. Jorge Gomes

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1 Introdução às Redes e Protocolos TCP/IP Sessão nº2 Jorge Gomes

2 Frame Ethernet Uma interface Ethernet apenas aceita: Frames destinados ao seu endereço MAC Frames destinados ao endereço de broadcast Frames destinados a endereços de multicast subscritos pelo próprio sistema Em modo promíscuo: Uma Interface recebe todos os frames mesmo que não sejam destinados ao seu endereço MAC Usado em ferramentas de analise de rede como o tcpdump, wireshark, etc Levanta alguns problemas de segurança por permitir ver o tráfego de outros utilizadores Requer privilégios de administração (root)

3 Frame Ethernet

4 Encapsulamento Header Ethernet Dados Payload Endereço IP de origem e destino Datagrama IP Header IP Dados do datagrama IP IP L3 Header Ethernet Header IP Dados do datagrama IP Driver de Rede L2 Frame Ethernet Endereço Ethernet de origem e destino Rede Física cabo

5 Um de cada vez As redes são tipicamente meios de comunicação partilhados Tem de existir um meio de arbitrar a distribuição de largura de banda entre estações (dispositivos de rede): Cada estação deve receber uma parcela justa Cada estação deve conseguir aceder ao meio em tempo útil Perdas de largura de banda devem ser minimizadas No passado os meios eram mesmo fisicamente partilhados: As redes Ethernet inicialmente baseavam-se num cabo coaxial partilhado por todas as estações Hoje em ligações half duplex a partilha continua a ser arbitrada No entanto mesmo hoje existe sempre uma largura de banda máxima cuja partilha deve ser forma tão justa quanto possível

6 Um de cada vez Token Ring Controlar o acesso ao meio partilhado Exemplo: redes em anel: Token Ring, FDDI e CDDI Existe um único token que circula no anel entre todas as estações Só quem possui o token é que pode transmitir pacotes As estações que não possuem o token ficam à escuta Cada estação verifica se o pacote é para si através do endereço de destino Tenho o token posso transmitir Eu sou o token O token tal como a transmissão de dados roda sempre no mesmo sentido

7 Um de cada vez Ethernet Exemplo: Ethernet clássica (original) Cabo coaxial partilhado por todas as estações (topologia tipo bus) Transmissão por tentativa e erro (CSMA/CD) Uma estação transmite um pacote e todas recebem Cada estação verifica se o pacote é para si através do endereço é para mim E se duas transmitem ao mesmo tempo? Terminador Colisão

8 CSMA / CD Procedimento de Transmissão Procedimento de colisão a) Se não houver silencio { Esperar fim da transmissão Esperar intergap } b) Transmitir c) Se ocorreu colisão { Procedimento de colisão } d) Reset dos contadores e) Fim de transmissão a) Continuar transmissão (período mínimo de transmissão JAM) b) Incrementar contador c) Se atingido valor máximo { Reset de contadores Abortar a transmissão } d) Calcular o valor de espera (random backoff em função do contador) e) Esperar backoff f) Voltar ao procedimento de transmissão

9 Colisões Ethernet Um frame é transmitido bit a bit em serie Para que o transmissor se aperceba que o frame que está a transmitir colidiu: Tem de conseguir detectar a colisão antes de transmitir o ultimo bit do frame Normalmente a colisão é detectada até ao fim da transmissão do preambulo caso contrario designa-se por late collision Implica limitar o comprimento máximo do meio de transmissão para garantir que o tempo de propagação máximo fica dentro do tempo de transmissão do preambulo Domínio de colisão designa: O conjunto de dispositivos que caso transmitam simultaneamente podem causar uma colisão Antigamente usava-se o termo segmento de rede (cabo ethernet)

10 Broadcast Ethernet Um frame enviado para o endereço MAC de broadcast chega a todas as estações Domínio de broadcast designa: O conjunto de dispositivos que podem receber um mesmo frame de broadcast Rede em que todas as estações podem receber o mesmo frame de broadcast As redes locais com encaminhamento baseado em endereços MAC são domínios de broadcast Rede Layer 2

11 Repetidor Ethernet Repete bit a bit um frame recebido para todos os outros segmentos Permite interligar segmentos diferentes Já são muito pouco usados Motivações: Pode eliminar as colisões (se for um repetidor store-and-forward) Ultrapassar o comprimento máximo de cabo Interligar redes distantes usando por exemplo fibra óptica Aumentar a fiabilidade isolando segmentos contra falha física dos cabos Aumentar o numero de estações ligadas à rede Interligar redes físicas diferentes 10Base5, 10Base2, 10Base-T Repetidor

12 Ethernet Fan-Out Dispositivo que possui no seu interior multiplos transceivers Ethernet Um fan-out implementa um segmento de rede Ethernet Sozinho é um mini segmento Ethernet Podia ser ligado a um cabo Ethernet Usado sobretudo nas redes thickwire Exemplo: DEC DELNI Os sistemas ligavam ao Fan-out através de um Cabo AUI

13 Ethernet e Twisted Pair As normas Ethernet baseadas em cabos do tipo Twisted Pair requerem uma topologia em estrela: No centro da estrela está um dispositivo que pode ser um repetidor ou um comutador (switch) Cada estação tem o seu próprio cabo até ao centro da estrela Cada cabo twisted pair possui no seu interior 4 pares de fios de cobre O twisted pair é sobretudo usado em redes locais para distribuição horizontal Repetidor HUB Ethernet Cabos Twisted Pair

14 Um parêntesis sobre cabos e outro hardware

15 Ethernet Normas e Comprimentos As normas Ethernet definem comprimentos máximos para os cabos Algumas normas para cabos de cobre usados em LANs: 10Base2 thinwire coax 10Mb/s Half duplex 185m 10Base5 thick coax 10Mb/s Half duplex 500m 10Base-T UTP cat3 10Mb/s 100m 100Base-TX UTP cat5 100Mb/s 100m * 1000Base-T UTP cat5e(4x pairs) 1000Mb/s 100m * 1000Base-TX UTP cat6 (2x pair) 1000Mb/s 100m 1000Base-CX STP 1000Mb/s 25m 10Gbase-T UTP Cat Mb/s 37-55m UTP Cat6a 10000Mb/s 100m STP Cat6a 10000Mb/s 100m

16 Ethernet e Twisted Pair A existência de múltiplos pares num cabo twisted pair permite Usar pares específicos para transmissão e recepção (full-duplex) Ambos os modos full-duplex e half-duplex são suportados Em full-duplex a largura de banda é o dobro ou seja X em cada sentido Em 100Base-TX em modo full-duplex temos 100Mbps em cada direcção Com a evolução das normas tentou-se manter a compatibilidade entre equipamentos Ethernet que usam UTP: A norma 100Base-TX é compatível com 10Base-T A norma 1000Base-T é compatível com 10Base-T e 100Base-TX Nas normas 10Base-T, 100Base-TX e 1000Base-T é possível ter: half-duplex full-duplex Existem ainda os modos 100Base-T2 half duplex e 100Base-T4 full duplex Para permitir interoperabilidade automática entre as normas existe auto-negociação entre equipamentos Ethernet: Assegurar que ambos os extremos funcionam no mesmo modo

17 Cabos Twisted Pair Os cabos Ethernet mais comuns são do tipo Unshielded Twisted Pair (UTP) Existem diversas categorias de cabos UTP Cada cabo UTP tem 4 pares de fios Cada par é torcidos Os fios são identificados por um código de cores Os conectores para os cabos UTP são do tipo 8P8C (RJ45 ) Cabo UTP 8P8C (RJ45) Alicate de cravar Patch panel

18 Cabos UTP e STP Um cabo Shielded Twisted Pair (STP) possui uma camisa de metal em volta dos pares (shielding) A camisa metálica precisa de ser ligada à terra As instalações Ethernet até 1000Base-T usam normalmente UTP

19 Cabos STP ligação à terra

20 Cabos Twisted Pair cat5e UTP Garante até 100m em 1000Base-T Suporta até 100MHz Alguns fabricantes anunciam frequências muito superiores mas não é parte do standard e não estão certificadas Não é compatível com a norma 10Gbase-T cat6 UTP Garante até 37m em 10Gbase-T (em boas condições 55m) Suporta até 250MHz cat6e UTP Garante até 55m em 10Gbase-T (em boas condições 100m) Suporta até 500MHz cat 6a UTP ou STP Garante até 100m em 10Gbase-T Suporta até 500MHz Possui melhoramentos contra Alien CrossTalk

21 Systimax cat6a Cable X10D 91B INSULATION: PLENUM: FEP NON PLENUM: PP LSZH: PP ISOLATOR PLENUM: FEP NON PLENUM: XPE LSZH: XPE PAIR SEPARTOR CONDUCTOR 23 AWG BC JACKET: PLENUM: LSPVC NON PLENUM: FRPVC LSZH: LSPO 21

22 Cabos Twisted Pair cat7 STP Possui melhores características contra o CrossTalk que o cat6a Garante até 100m em 10Gbase-T Cada par é shielded individualmente Os 4 pares recebem um segunda shielded à sua volta Usa tomadas GG45 (compatíveis 8P8C) ou TERA Quando equipado com as tomadas GG45 ou TERA suporta 600MHz TERA cat7a STP Suporta até 1000MHz Possivelmente poderá suporta 40 Gigabit Ethernet até 50m Possivelmente poderá suporta 100 Gigabit Ethernet até 15m GG45

23 Cat 6A versus cable Cat 7/7A Largura de Banda 250 MHz 500 MHz 600 MHz 1000 MHz Categoría 6 Categoría 6A UTP Categoría 6A FTP Categoría 7 Categoría 7A

24 Cabos Twisted Pair O cabo Twisted Pair pode ser unifilar ou multifilar O cabo unifilar: Usado em condutas e instalações permanentes Menor atenuação Menor custo Menor flexibilidade Mais susceptível a danificar-se em caso de dobragem O cabo multifilar (patchcord): Para ligar os patch panels a outros patch panels Para ligar as tomadas às estações Os conectores para multifilar e unifilar são diferentes! Quando se diz Ethernet até 100m quer dizer 90m de cabo unifilar mais 10m de cabo multifilar

25 Conectores Conector macho Conector 8P8C Frequentemente designado por RJ45 Os conectores são cravados nos cabos O conector para cabo unifilar é diferente do conector para cabo unifilar Os conectores macho são usados nas duas pontas dos patch cords O conector fêmea é usado nos patch panels e tomadas de parede

26 Patches Os patches são usados para concentrar os cabos que chegam a um wiring closet Wiring closet é uma sala onde chegam todos os cabos Um ponto central facilita o estabelecimento das ligações

27 NIC Network Interface Card Placas Ethernet ou Interface Ethernet Possuem um ou mais conectores RJ45

28 Patch Cord Os patch cords são usados para ligar Os patches aos equipamentos As tomadas de parede aos equipamentos São concebidos em cabo multifilar para serem mais flexíveis Já vêem cravados de fabrica

29 Patches Exemplo de ligação para equipamentos em bastidores (racks) diferentes Dois patches interligados por cabos unifilares em encarnado Os patch cords em azul ligam os equipamentos aos patches Switch Ethernet Servidores

30 Patches Tomadas de parede e um patch interligados por cabos unifilares em encarnado Os patch cords em azul ligam os equipamentos às tomadas de parede Switch Ethernet Servidores

31 Patches

32 Cabos Twisted Pair Existem 2 códigos de cores para efectuar a ligação dos 8 fios Numa instalação deve usar-se sempre a mesma norma

33 Cabos Twisted Pair A ligação entre fios e pinos não é indiferente Existem cabos: Directos (straight trough) para ligar dispositivos a um hub Cruzados (cross over) raramente necessários, são usados para ligar dois dispositivos terminais entre si sem hub no meio Repetidor ou switch Cabos de patch cruzados (crossed over) Cabos de patch directos (straight through) TX RX TX TX RX TX RX RX

34 Cabos Twisted Pair Cabo cruzado de acordo com a norma T568B

35 Cabos Twisted Pair 1. Strip off about 2 inches of the cable sheath. 2. Untwist the pairs - don't untwist them beyond what you have exposed, the more untwisted cable you have the worse the problems you can run into. 3. Align the colored wires according to the diagrams above. 4. Trim all the wires to the same length, about 1/2" to 3/4" left exposed from the sheath. 5. Insert the wires into the RJ45 plug - make sure each wire is fully inserted to the front of the RJ45 plug and in the correct order. The sheath of the cable should extend into the RJ45 plug by about 1/2" and will be held in place by the crimp. 6. Crimp the RJ45 plug with the crimper tool. 7. Verify the wires ended up the right order and that the wires extend to the front of the RJ45 plug and make good contact with the metal contacts in the RJ45 plug 8. Cut the cable to length - make sure it is more than long enough for your needs. 9. Repeat the above steps for the second RJ45 plug.

36 Cabos Twisted Pair Entre repetidores ou comutadores (switches) pode ser necessário usar cabos cruzados Os equipamentos modernos possuem portas com auto MDI-X que detecta automaticamente o tipo de cabo e ajusta a porta de acordo Directo Repetidor Cruzado Repetidor Directo

37 Cabos Twisted Pair Não esquecer que não basta o cabo as tomadas e conectores também têm de cumprir os requisitos!!! Os cabos uma vez instalados devem ser testados Existem equipamentos próprios para o efeito

38 Cabos Twisted Pair A mesma infra-estrutura de cabo usada para Ethernet pode ser também aproveitada para os telefones clássicos: Evita ter de montar duas redes É mais flexível Cada cabo ou é usado para rede ou para telefone não pode ser usado simultaneamente para as duas coisas: A menos que seja um telefone de Voice Over IP (VOIP)

39 Cablagem Estruturada Cablagem estruturada é tudo o que estivemos a falar Uma rede de cabos organizada e que cumpre normas Num edifício Cablagem horizontal normalmente em Twisted Pair Cablagem vertical em fibra óptica

40 Fibras Ópticas Usadas em aplicações que requerem: Para maior desempenho Normas de transmissão mais rápidas Múltiplos canais de comunicação numa mesma fibra Para maior distância Menor perda de sinal Maior fiabilidade Menor bit error rate Imunidade à radiação electromagnética

41 Fibras Ópticas Multimodo (Multimode MMF) Core da fibra de maior diâmetro > 10 µm (8 10) A luz é guiada pela reflexão interna Múltiplos caminhos Monomodo (singlemode SMF) Core de diâmetro muito reduzido < 10 µm ( ) Um único caminho

42 Fibras Ópticas A fibra possui diversas camadas à sua volta Cladding é um material reflector Buffer é um material resinoso O Jacket confere a protecção externa O objectivo das camadas e melhorar a resistência do cabo

43 Fibras Ópticas A designação 8/125 significa Core 8µm Cladding 125µm Monomodo A designação 50/125 significa Core 50µm Cladding 125µm Multimodo A designação 62.5/125 significa Core 62.5µm Cladding 125µm Multimodo

44 Fibras Ópticas A atenuação depende dos tipos de cabos e materiais de que são feitos Absorção Rayleigh scattering Existem comprimentos de onda onde a atenuação é menor 780nm 850nm 1310nm 1550nm 1625nm

45 Fibras Ópticas Tipos de fibras: G.651 MMF 50/ nm, 1350nm 0.8dB/Km G.652 SMF 8/ nm, 1550nm 0.2dB/Km G.652.C SMF 8/ nm 1625nm 0.2dB/Km (pode ser usada em WDM)

46 Tipos de fibras: G.653 Fibras Ópticas Dispersion Shifted Fibre (DSF) SMF 8/ nm, 1600nm (pode ser usada em WDM) G.654 Silica core Usada em cabos submarinos SMF 8/ nm, 1600nm (pode ser usada em WDM) G.655 Non-Zero Dispersion Shifted Fibre (NZDSF) SMF 8/ nm (pode ser usada em DWDM)

47 Fibras Ópticas / Conectores Estes conectores podem ser usados com fibras MMF e SMF

48 Fibras Ópticas Conectores: MTRJ LC SC E2000 LC-SC

49 Cuidados: Fibras Ópticas Não dobrar ou exercer qualquer tipo de pressão ou estiramento nas fibras Na passagem das fibras por condutas não esticar Se possível deixar as fibras soltas Nos ângulos manter sempre um arco de curvatura Manter os conectores sempre tapados para protecção contra pó e sujidade: Conectores nas pontas dos cabos Conectores dos transceivers Arrumar com cuidado: De preferência dentro de sacos fechados Sem pesos ou apertos Preservar sempre um arco de curvatura

50 Fibre patch panel Fibras Ópticas

51 Ethernet Normas e Comprimentos As normas Ethernet definem comprimentos máximos para os cabos Algumas normas para cabos de cobre e fibra usados em LANs: 10Base2 thinwire coax 10Mb/s Half duplex 185m 10Base5 thick coax 10Mb/s Half duplex 500m 10Base-T UTP cat3 10Mb/s 100m 100Base-TX UTP cat5 100Mb/s 100m * 1000Base-T UTP cat5e(4x pairs) 1000Mb/s 100m * 1000Base-TX UTP cat6 (2x pair) 1000Mb/s 100m 1000Base-CX STP 1000Mb/s 25m 10Gbase-T UTP Cat Mb/s 37-55m UTP Cat6a 10000Mb/s 100m STP Cat6a 10000Mb/s 100m 1000Base-SX Fibre Multimode 1000Mb/s m * 10Gbase-SR Fibre Multimode 10000Mb/s m * 10Gbase-LX4 Fibre multimode 10000Mb/s m 10Gbase-LRM Fibre multimode FDDI 10000Mb/s m

52 Fibras Ópticas 1000Base-SX MMF usando LED 770nm a 860nm (NIR) 220m com 62.5/ m com 50/ Base-LX SMF usando laser 1270nm a 1355nm Até 5Km sobre MMF de 10µm Pode funcionar sobre MMF até 300m Pode funcionar sobre MMF até 550m com um launch cord patch para distribuir a luz

53 10Gbase-SR Fibras Ópticas MMF usando laser 850nm Entre 26m e 82m com 62.5/125 dependendo do cabo 330m com 50/125 OM3 10Gbase-LR SMF usando laser 1310nm 10Km é a norma, mas por vezes consegue até 26Km 10Gbase-LX4 SMF usando lasers 1300nm Usa course WDM com 4 frequências 240m a 300m sobre MMF 10Km sobre SMF 10Gbase-LRM MMF usando lasers 1310nm 220m sobre as antigas fibras 62.5 usadas para FDDI 260m sobre 50/125 OM3

54 Transceivers GBIC Fibras Ópticas Gigabit Interface Converter 1000Base-SX, 1000Base-LX, 100Base-CX etc Fibre Channel Mini-GBIC ou SFP small form-factor pluggable (SFP) Gigabit Ethernet Fibre Channel SFP+ small form-factor pluggable plus (SFP+) Ten gigabit Ethernet (10GbE) Fibre Channel

55 Transceivers XFP Fibras Ópticas 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable 850nm, 1310nm or 1550nm, for 10 Gigabit Ten gigabit Ethernet (10GbE) Fibre channel SONET/SDH DWDM Gigabit Ethernet (recomendado) Xenpak Ten gigabit Ethernet (10GbE) SMF, MMF e cobre (CX4 com cabos Infiniband) Caiu em desuso devido ao tamanho

56 Transceivers X2 Fibras Ópticas Ten gigabit Ethernet (10GbE) Pouco sucesso no mercado CX4 XPAK Expansion PAK Ten gigabit Ethernet (10GbE) Pouco sucesso no mercado

57 Fibras ópticas Modulo de switching de 10GbE com 8 XFP

58 Cartas de 10GbE para PC A maioria das interfaces 10GbE também suportam transceivers Normalmente assentam num BUS PCIe x8

59 10GbE em cobre (?) A norma 10Gbase-T foi publicada em 2006 IEEE802.3an Suporta STP e UTP Ainda não está amplamente divulgada Já começa a existir algum hardware mas ainda é dispendioso Possivelmente o preço vai baixar quando surgir embebida nos motherboards Broadcom NetXtreme II Single Port 10GBase-T Ethernet PCI-Express

60 Mais sobre Ethernet

61 Ainda Repetidores O problema dos repetidores mesmo os mais sofisticados é que continua a existir um único domínio de broadcast/unicast: Independentemente da topologia (estrela ou bus) Cada estação recebe e vê todo o tráfego da rede A ocupação de todos os segmentos é igual mesmo que as estações locais estejam caladas Meio partilhado Repetidor A Pacote para B Repetidor Pacote para B B A B

62 Processam e encaminham pacotes Bridges Só passam pacotes de um segmento para o outro quando necessário (funcionam como filtros) Encaminhamento baseado no endereço Ethernet de destino do pacote Motivações: Ultrapassar o comprimento máximo de cabo Aumentar a fiabilidade isolando segmentos contra falha física dos cabos Isolar o tráfego impedindo que chegue a todos os segmentos Interligar tecnologias de rede diferentes que partilhem o mesmo formato de frames (Ethernet e Wireless, Ethernet e FastEthernet) Funcionamento: Uma bridge escuta todo o tráfego para aprender automaticamente quem esta em cada segmento ou porta e mantém uma tabela Quando desconhece um destino envia o pacote para todos os segmentos Os broadcasts têm de ser enviados para todos os segmentos Eu sei que o B está do lado esquerdo B Pacote para B A Bridge

63 10Mbps 10Mbps 10Mbps Bridges As bridges tradicionais possuíam duas portas Para isolar múltiplos segmentos recorria-se a múltiplas bridges Todas as bridges ligavam a um backbone: Neste modelo o backbone arriscava-se a tornar-se um bottleneck A largura de banda do backbone podia ser facilmente saturada porque era igual à largura de banda de cada um dos segmentos Backbone 10Mbps Bridge Bridge Bridge

64 Dual Speed Hub É um repetidor que suporta por exemplo: 10Mbits 100Mbits (Fast Ethernet) Neste caso o repetidor possui dos segmentos de rede a 10 e 100 interligados por um switch Dependendo da negociação a estação é colocada: No segmento de 10Mbits No segmento de 100Mbits Técnica muito usada nos repetidores 10/ Mbits 10Mbits SWITCH

65 Comutador/Switch Possui múltiplas portas Permite encaminhar pacotes individualmente de qualquer porta para qualquer porta com base nos seus endereços de destino As varias portas funcionam simultaneamente Normalmente o forwarding-plane possui um desempenho muito superior à largura de banda das portas

66 Comutador/Switch Switch Ethernet ou switch L2 Possui as funcionalidades de uma bridge com múltiplas portas Encaminha pacotes com base no endereço de destino Ethernet Tal como uma bridge Um switch L3 Encaminha pacotes com base no endereço IP É um router Um switch L4 Encaminha pacotes com base no endereço IP e portas Tem em conta as portas TCP ou UDP para efectuar algum tipo de balanceamento Frequentemente suporta NAT Um switch L7 Encaminha pacotes com base em informação das aplicações ex. URL Servem para efectuar balanceamento ou filtragem

67 Comutador/Switch Vantagens: O forwarding-plane dos switches permitem elevados desempenhos e largura de banda (limitada apenas pelo forwarding-plane) Graças a buffers de memoria associados às portas os switches podem minimizar a perda de pacotes A combinação da comutação de pacotes, buffers de memoria, e portas com full-duplex elimina as colisões Content Addressable Memory Forwarding Plane

68 Comutador/Switch Learning Quando é recebido um pacote o endereço de origem é verificado. Se não for conhecido o endereço de origem e a porta por onde chegou são guardados numa tabela Flooding Se o endereço de destino não for conhecido O pacote é enviado por todas as portas excepto pela que foi recebido Filtering Se o endereço de destino for conhecido e se a porta na tabela for a mesma de por onde o pacote chegou então é ignorado Forwarding Corresponde à acção de encaminhar um pacote para o endereço destino Aging Todas as entradas da tabela do switch possuem um tempo de vida máximo que espira a entrada é removida e terá de ser criada de novo através de learning

69 Comutador/Switch Tipos de Ethernet switches L2: Store-and-Forward: O frame é recebido e verificado integralmente Maior latência Evita encaminhamento de frames corrompidos A maioria dos switches modernos são deste tipo Cut-Through: O forwarding começa mal o endereço de destino é recebido Menor latência Pode encaminhar frames corrompidos Funcionam como store-and-forward se a porta de transmissão estiver ocupada Fragment-free Uma colisão deve ocorrer durante os primeiros 64Bytes do frame Um switch fragment free so começa o forwarding após a recepção dos primeiros 64Bytes Adaptative Pode comutar entre os modos acima descritos Ex: funcionar como cut-through mas em caso de colisões ou erros excessivos comutar para store-and-forward

70 Comutador/Switch Shared memory - This type of switch stores all incoming packets in a common memory buffer shared by all the switch ports (input/output connections), then sends them out via the correct port for the destination node. Matrix - This type of switch has an internal grid with the input ports and the output ports crossing each other. When a packet is detected on an input port, the MAC address is compared to the lookup table to find the appropriate output port. The switch then makes a connection on the grid where these two ports intersect. Bus architecture - Instead of a grid, an internal transmission path (common bus) is shared by all of the ports using TDMA. A switch based on this configuration has a dedicated memory buffer for each port, as well as an ASIC to control the internal bus access.

71 Comutador/Switch

72 Comutador/Switch Uplinks Nos switches mais sofisticados os uplinks: Frequentemente suportam cobre ou fibra Frequentemente são de técnologia mais rápida que as outras portas

73 Comutador/Switch Stackable switches Os mais sofisticados são bidireccionais

74 Comutador/Switch Force10 Terascale com 600 portas Gigabit Ethernet Modulo de 50 portas Gigabit Ethernet

75 Comutador/Switch Force10 C300 Capacidade do engenho (L2/L3) 1536 Tbps 952 Mpps 5µs de latência Interfaces 384 portas 10/100/ portas 10GbE

76 Comutador/Switch

77 Comutador/Switch Cabos Ethernet UTP Linecards de 48x 10/100/1000 As ópticas 10GbE são intermutaveis Linecards de 8x 10GbE Supervisores redundantes com gestão remota via Ethernet Linecards de 8x 10GbE Slot vazio Fontes de alimentação com suporte para PoE Fibras para 10GbaseSR (multimodo)

78 Force10 E-series

79 Force10 E-series

80 Force10 C300 C-series Switch Fabrid Backplane data links in each CSF one for each slot Internal Dataplane Link Forwarding processors

81 Comutador/Switch Em relação às funcionalidades de gestão: Unmanaged Switches sem funcionalidades de gestão, Não são configuráveis Não possuem mecanismos de monitorização São mais baratos É so ligar à corrente e usar Managed Podem ser configurados através de uma consola, interface web, SSH Podem ser monitorizados remotamente SNMP, RMON, etc Possuem funções mais avançadas

82 Comutador/Switch Algumas das funcionalidades avançadas em switches Layer 2: Actualização de firmware via rede SNMP, RMON, port-mirroring, SYSLOG, SSH, NTP Spanning Tree, Rapid Spanning Tree, Per VLAN Spanning Tree+ LaG, LACP MAC filtering 802.1X access control Virtual LANs IGMP snooping Broadcast storm control Policing e Shapping QoS Power over Ethernet Redundancia Jumbo frames LLDP

83 Force10 C300 Para ver o estado dos Backplane Data links swlip01#show switch links back Switch fabric backplane link status: LC SlotID SFM0 Links Status SFM1 Links Status Port0 Port1 Port2 Port3 Port4 Port5 Port6 Port7 0 up up up up up up up up 1 up up up up up up up up 2 up up up up up up up up 3 up up up up up up up up 4 up up up up up up up up 5 up up up up up up up up 6 up up up up up up up up 7 up up up up up up up up

84 Force10 C300 Para ver o estado dos Backplane Data links Neste caso do modulo no slot 1 que no LIP contém 8 portas tem gigabit swlip01#show switch links internal 1 Switch fabric internal link status for line card slot#1: Link# Status 0 up 1 up 2 up 3 up 4 up 5 up 6 up 7 up

85 Force10 C300 Para ver o estado do RPM 0 swlip01#sh rpm 0 -- RPM card 0 -- Status : active Next Boot : online Card Type : RPM - Route Processor Module (LC-CB-RPM) Hardware Rev : 2.0 Num Ports : 1 Up Time : 33 wk, 0 day, 9 hr, 37 min Last Restart : normal power-cycle FTOS Version : b Jumbo Capable : yes CP Boot Flash : A: B: [booted] CP FPGA Flash : A: 5.0 CP Mem Size : bytes MMC Mem Size : bytes External MMC : n/a Temperature : 37C Power Status : AC Voltage : ok Serial Number : FX Part Number : Rev 01 Vendor Id : 04 Date Code : Country Code : 01

86 Force10 C300 Para ver o estado dos Switch Fabric Modules swlip01#sho sfm Switch Fabric State: up -- SFM 0 -- Status Module Type Up Time : active : SFM - Switch Fabric Module : 33 wk, 0 day, 11 hr, 0 min -- SFM 1 -- Status Module Type Up Time : active : SFM - Switch Fabric Module : 0 sec

87 Force10 C300 Para ver o estado do RPM 0 swlip01>sh linecard 2 -- Line card 2 -- Status : online Next Boot : online Required Type : EX8PB - 8-port 10GE LAN PHY line card with XFP optics (CB) Current Type : EX8PB - 8-port 10GE LAN PHY line card with XFP optics (CB) Hardware Rev : 2.0 Num Ports : 8 Up Time : 33 wk, 0 day, 10 hr, 17 min FTOS Version : b Jumbo Capable : yes POE Capable : no Boot Flash : A: [booted] B: FPGA Flash : A: 2.3 Memory Size : bytes Temperature : 33C Power Status : AC Voltage : ok Serial Number : FX Part Number : Rev 01 Vendor Id : 04 Date Code : Country Code : 01 Opcionalmente pode-se usar o show chassis para listar todos os RPMs, linecards e PSUs

88 Force10 C300 Para ver a tabela de encaminhamento Layer 2 Para ver a tabela central de switching swlip01#sho mac-address-table VlanId Mac Address Type Interface State 1 00:03:ba:f1:fe:11 Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:0c:82:01:01:5d Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:0d:54:82:d1:40 Dynamic Te 0/3 Active 1 00:0f:cb:4d:42:40 Dynamic Te 0/3 Active 1 00:0f:cb:ce:9a:40 Dynamic Te 0/2 Active 1 00:0f:cb:e7:06:80 Dynamic Te 0/2 Active 1 00:0f:cb:e7:3e:80 Dynamic Te 0/2 Active 1 00:11:d8:5c:75:b9 Dynamic Gi 6/1 Active 1 00:12:a9:6e:78:e0 Dynamic Te 0/3 Active 1 00:14:4f:0e:29:0a Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:29:15 Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:32:f8 Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:33:0e Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:33:26 Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:33:39 Dynamic Gi 6/4 Active 1 00:14:4f:0e:33:6d Dynamic Gi 6/4 Active

89 Force10 C300 Para ver a tabela de encaminhamento Layer 2 Cada linecard (modulo) possui a sua própria copia swlip01#show cam mac linecard 1 port-set 0 VlanId Mac Address Region Interface 9 00:16:3e:2f:ff:7d DYNAMIC Gi 6/ :e0:81:42:d2:20 DYNAMIC Gi 3/ :1e:0b:c1:ee:dc DYNAMIC Gi 7/7 8 00:16:3e:6e:44:6a DYNAMIC Gi 4/ :e0:81:5a:49:d6 DYNAMIC Gi 3/ :16:3e:7e:6f:d7 DYNAMIC Gi 4/ :16:3e:64:8c:a5 DYNAMIC Gi 4/ :16:c1:88:5a:3e DYNAMIC Gi 4/5 8 00:16:3e:10:fa:82 DYNAMIC Gi 6/ :16:36:84:75:cc DYNAMIC Gi 3/ :16:36:c5:8d:99 DYNAMIC Gi 3/ :1e:0b:c6:eb:82 DYNAMIC Gi 7/ :16:3e:64:c2:73 DYNAMIC Gi 6/ :16:3e:29:14:79 DYNAMIC Gi 4/ :24:81:ff:01:31 DYNAMIC Gi 3/ :1e:0b:c1:ee:5a DYNAMIC Gi 5/ :1f:29:56:bf:51 DYNAMIC Gi 5/2 8 00:24:51:e1:29:6d DYNAMIC Gi 3/ :16:36:91:ef:76 DYNAMIC Gi 3/ :16:3e:4b:b1:8f DYNAMIC Gi 6/19

90 Force10 C300 Para listar as versões e configuração de hardware swlip01#sh version Force10 Networks Real Time Operating System Software Force10 Operating System Version: 1.0 Force10 Application Software Version: b Copyright (c) by Force10 Networks, Inc. Build Time: Tue Jul 15 01:51:03 PDT 2008 Build Path: /sites/sjc/work/sw/build/special_build/release/e7-7-1/sw/src swlip01 uptime is 33 week(s), 0 day(s), 9 hour(s), 39 minute(s) System image file is "flash://ftos-cb b.bin" Chassis Type: C300 Control Processor: IBM PowerPC 750FX (Rev D2.2) with bytes of memory. 128K bytes of non-volatile configuration memory. 2 Route Processor/Switch Fabric Module 1 4-port 10GE LAN PHY line card with XFP optics (CB) 2 8-port 10GE LAN PHY line card with XFP optics (CB) 5 48-port GE 10/100/1000Base-T line card with RJ45 interfaces (CB) 2 FastEthernet/IEEE interface(s) 20 Ten GigabitEthernet/IEEE interface(s) 240 GigabitEthernet/IEEE interface(s)

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