TOLERANÇA À FALHA E INTERCONEXÃO DAS UNIDADES DA EMPRESA FARMAVIDA

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1 CURSO DE TECNÓLOGO EM REDES DE COMPUTADORES Anderson Hanry Fabrício Queiróz José Marinho TOLERANÇA À FALHA E INTERCONEXÃO DAS UNIDADES DA EMPRESA FARMAVIDA Orientação do Profº. Eudes Danilo Mendonça BELÉM - PA 2011

2 CURSO DE TECNÓLOGO EM REDES DE COMPUTADORES Anderson Hanry Fabrício Queiroz José Marinho TOLERANCAS À FALHA E INTERCONEXÃO DAS UNIDADES DA EMPRESA FARMAVIDA Projeto apresentado ao Curso de Redes de Computadores para obtenção do grau de Tecnólogo em Redes de Computadores. Orientado por: Eudes Danilo Mendonça. BELÉM - PA 2011

3 Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) Biblioteca ESAMAZ-Belém-PA. H248t Hanry, Anderson Tolerância à falha e interconexão das unidades da empresa Farmavida. / Anderson Hanry; Fabrício Queiroz; José Marinho. - Belém, f. Trabalho de Conclusão do Curso de Redes de Computadores (Tecnólogo) ESCOLA SUPERIOR DA AMAZÕNIA, Belém, Orientador: Profº. Esp. Eudes Danilo Mendonça. 1. REDE DE COMPUTADORES. 2. COMUNICAÇAO DE DADOS. 3. SPANNING TREE PROTOCOL. 4. ETHERCHANNEL. I. Titulo. CDD: ED.

4 CURSO DE TECNÓLOGO EM REDES DE COMPUTADORES Anderson Hanry Fabrício Queiroz José Marinho TOLERANCAS À FALHA E INTERCONEXÃO DAS UNIDADES DA EMPRESA FARMAVIDA Este Projeto foi julgado adequado para a obtenção do Grau de Tecnólogo em Redes de Computação, e aprovado na sua forma final pela Escola Superior da Amazônia. Profº. Orientador (Eudes Danilo Mendonça) Escola Superior da Amazônia - ESAMAZ Examinador: Prof. (Thiago Moreira) Escola Superior da Amazônia - ESAMAZ Examinador: Prof. (Salvatti) Escola Superior da Amazônia - ESAMAZ BELÉM 2011

5 AGRADECIMENTOS Agradecemos a Deus por nos ter dado saúde, e força de vontade para buscar de forma incansável o conhecimento e discernimento para elaborar este projeto. Aos professores que contribuíram para que esse projeto fosse concluído com pleno êxito. E principalmente a família de cada um de nós, que tanto nos apoiaram e incentivaram, em cada momento importante do curso. Muito Obrigado!

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7 RESUMO TOLERANÇA À FALHA E INTERCONEXÃO DAS UNIDADES DA EMPRESA FARMAVIDA Devido à concorrência entre organizações do ramo farmacêutico, na região, a disponibilidade de informações é um fator importante. Diante disso, o presente projeto apresenta uma proposta de otimização da rede da empresa Farmavida, através de contratação de Linha Privada de comunicação de Dados LPCD, implantação de redundâncias com habilitação do protocolo Spanning Tree Protocol (STP), e método Etherchannel, bem como, aplicação de Rede Virtual Local (VLan) e do software WhatUp Gold para o monitoramento do link de dados. Palavras-Chave: Rede de Computadores, Spanning Tree Protocol, Otimização, Redundância, Etherchannel, Rede Virtual Local ABSTRACT TOLERANÇA TO THE IMPERFECTION AND INTERCONNECTION OF THE UNITS OF COMPANY FARMAVIDA Due to competition between organizations of the pharmaceutical branch, in the region, the availability of information is an important factor. Ahead of this, the present project presents a proposal of optimization of the net of the Farmavida company, through act of contract of Private Line of communication of Data - LPCD, implantation of redundancies with qualification of the protocol Spanning Tree Protocol (STP), and Etherchannel method, as well as, Local application of Virtual Net (VLan) and of software WhatUp Gold for the monitoramento of link of data. Keywords: Computer network, Spanning Tree Protocol, Optimization, Redundancy, Etherchannel, Local Virtual Net.

8 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Obejtivo Específico METODOLOGIA APLICADA Normas Técnicas ESTRUTURA DA EMPRESA Estrutura da Matriz Estrutura das Filiais LIMITAÇÕES IMPLEMENTAÇÕES Topologia de rede implementada Ativos de rede da Matriz e Filais Equipamentos e serviços utilizados Linha Privada de Comunicação de Dados - LPCD Switch Gerenciável Transceivers Fibra Òptcia (monomodo) Rede Virtual Local Vlan Trunk Port Redundância Falhas Spanning Tree Protocol(IEEE 802.1d) Método Etherchannel Ferramenta de Monitoramento e Análise (WhatUp Gold) Servidor de Monitoramento Núcleo de Rede da nova Topologia Configurações dos Serviços Utilizados Implementações e Configuração de Vlan, STP e Etherchannel Configurações e comandos realizados nos terminais dos Switches Configurações do Switch da Matriz Configurações do Switch da Filial São Braz

9 configurações do Switch da Filial Nazaré Configurações no Switch da Operadora (Matriz) Tabela de Custos Cronograma Conclusão Bibliografia

10 9 1. INTRODUÇÃO A empresa Farmavida 1 é uma rede de farmácias que trabalha no ramo de medicamentos e perfumaria, que está em processo de expansão, mas ainda apresenta dificuldades em seu funcionamento, principalmente no que diz respeito à comunicação para transmissão de dados entre Matriz e Filiais. Constatou-se que 70% (setenta por cento) do faturamento da empresa está relacionado à venda à crédito ou débito, e ainda recarga para celular, sendo os 30% (trinta por cento) restantes à dinheiro, ou seja, seu maior rendimento depende da comunicação das filiais com o servidor que está na matriz para realização das vendas TEF (Transferência Eletrônica de Fundos). Verificou-se também que o acesso a internet, tanto na matriz como nas filiais, é bastante precário devido ao compartilhamento da mesma, além da dificuldade para disponibilidade do link. Sua matriz encontra-se localizada no centro de Belém mais precisamente na Av. Doca de Souza Franco e suas filiais nos bairros de São Braz e Nazaré. Em detrimento a esses problemas, além da competitividade entre empresas do ramo farmacêutico, que visam cada vez mais a racionalização e o aproveitamento máximo de seus recursos, a fim de obter ganhos de eficiência, é imprescindível a procura constante de novas soluções. Dentro deste raciocínio, surgiu a necessidade de realizar um gerenciamento de redes mais eficiente, abrangente e com ganho de performance, para manter a disponibilidade e consistência dos serviços baseados em redes de computadores. Para tanto utilizaremos seguimentos redundantes entre switches, criando enlaces alternativos para tráfego de dados. Porém, enlaces redundantes podem fazer com que os dados nessa rede entrem em loop, gerando problemas de desempenho. Para isso utilizaremos o protocolo Spanning Tree Protocol (STP) que impedem os dados de trafegarem indefinidamente. Também utilizaremos soluções como Vlans (rede virtuais) onde os hosts formam um grupo lógico e pertencem ao mesmo domínio de difusão. Outro método que será aplicado é o Etherchannel que permite agregar múltiplas portas de características comuns formando uma porta de maior capacidade. 1 A empresa Farmavida é uma empresa que foi criada apenas para a realização deste projeto.

11 De acordo com levantamento, foi constatado que a empresa possui a seguinte infraestrutura de TI: 10 Matriz: - Servidor de Banco de Dados SQL. - Servidor TEF - Servidor Linux: FTP, , Web (DMZ) - Acesso à internet ADSL de 2mbps. - Link x.25 para Sitef (Operadora de Cartão) - Link para conexão IPAMB - Possui 6 (seis) setores (Recepção, Diretoria, Compras, Contabilidade, RH, Sala de Informática). Filiais: - Servidor de Banco de Dados SQL local. - Servidor de Antivírus corporativo. - 3 máquinas para atendimento. - 2 máquinas de caixa. - Link ADSL de 600Kbps 2. OBJETIVOS Conforme solicitação da diretoria ao setor de tecnologia, para verificar e propor ações de melhorias à empresa, foi feito levantamento e análise da situação atual, de acordo com as reais necessidades da empresa, para que se possa fornecer o máximo de eficiência na comunicação entre matriz e filiais. Para tanto, seguem os objetivos gerais e específicos Objetivo Geral O objetivo geral é disponibilizar um enlace de comunicação entre matriz e filais que irá proporcionar um melhor desempenho, disponibilidade e eficiência na manipulação das informações, como também, configurar de forma a manter o máximo de tempo possível o sistema em funcionamento (redundância). Isso irá melhorar o atendimento aos clientes e conseqüentemente um faturamento melhor, contribuindo para o crescimento da empresa.

12 11 Além disso, com a implantação de um novo sistema para transmissão de dados, irá melhorar satisfatoriamente a conexão com a internet para acesso a sites de parceria relacionados à empresa Objetivo Específico Visando melhorias para viabilizar o crescimento da empresa, apresentamos as seguintes soluções: - Contratação de Link Dedicado LPCD de 2Mbps (Embratel e Oi). - Aquisição Switches nível 3 e Transceivers. - Implantação de Fibra Óptica(monomodo). - Implantação do Software WhatUp Gold para monitoramento de Lan. - Implantação de Vlan. - Aplicação do Protocolo STP ao enlace (matriz-filial). - Configuração do modo Etherchannel. 3. MÉTODOLOGIA APLICADA. De acordo com os objetivos do projeto, o método de trabalho que será aplicado viabilizará de forma a atender as reais necessidades que dificultam o crescimento da empresa. A rotina de trabalho incluirá serviços como a contratação do link dedicado LPCD (Linha Privada de Comunicação de Dados) junto às operadoras Embratel e Oi, que será de responsabilidade da empresa Farmavida, sendo que um enlace ficará como backup para redundância. O enlace será da operadora para matriz e desta para as filiais. Também será feito aquisição de Switches de nível 3 (Cisco) e Transceivers para que seja implementado a redundância do enlace. Sendo que será instalado 1(hum) switch, tanto na Matriz como nas Filiais, sendo cada switch com 4(quatro) transceivers. Será feito contratação de uma empresa terceirizada para implantação da fibra óptica. A fibra será do tipo monomodo com utilização de transceivers para enlace de longa distância e a instalação da mesma será entre Matriz-Filial, Filial-Filial, Filial-Matriz sendo que serão utilizadas duas fibras para cada segmento, onde as mesmas irão traçar rotas distintas, para caracterizar a redundância. Para o monitoramento da rede e redundância do enlace, implantaremos o software WhatUp Gold em um servidor na matriz.

13 12 A Vlan (Rede Local Virtual) será configurada como: Matriz Vlan Redelan e VLan DMZ; Filial Nazaré - Vlan Nazaré; e Filial São Braz Vlan São Braz, sendo suas configuração feitas nas interfaces ou consoles de configuração dos switches de nível 3. A redundância e a otimização do enlace se dará por conta da habilitação do protocolo STP (Spanning Tree Protocol), e do modo Etherchannel, onde a configuração destes serviços será feita também nos terminais dos switches. 3.1 Normas Técnicas. Este projeto seguirá normas organizadas de padronizações para cabeamento de fibra óptica a fim de se documentar, e contribuir para um desempenho eficiente do seu link de dados. As normas utilizadas são: ANSI / EIA / TIA TSB 72 Guia para gerenciamento centralizado de dispositivos de fibra óptica. Especifica critérios para administração de sistemas de fibra óptica utilizando racks e armários de telecomunicações - Outubro 1995 (parte da 568A). ANSI / EIA / TIA Especificações de medidas em fibras ópticas Monomodo Equivalente à ANSI / EIA / TIA 568-B3 Componentes para cabeamento de fibra óptica: Cabos, Conectores, Hardware de conexão, Patch cords, Teste, Cabos multimodo e monomodo. ANSI / EIA / TIA 568-B1.3 Terceiro adendo à norma 568 B1 Trata de distâncias a seres usadas com fibras ópticas.

14 13 4. ESTRUTURA DA EMPRESA Estrutura Matriz O prédio da matriz possui uma estrutura nova com 8(oito) compartimentos, divididos em seis setores de trabalho (Recepção, Diretoria, Compras, RH, Sala de Informática) e dois banheiros. Possui infra-estrutura lógica (cabeamento de rede) e elétrica estruturada conforme normas técnicas específicas. A figura abaixo mostra a topologia atual de informática da matriz. Figura 1 Topologia da Matriz

15 14 Legenda 1 Estrutura Informática Matriz Modem ADSL/ROUTER 2Mbps Firewall Kerio com 4 placas de rede Barramento interligado com switch ao Firewall Roteadores (Operadora de Cartão e Convenio IPAMB) Servidor com Sistema Operacional Linux com serviços de FTP, E WEB instalado em uma DMZ (Zona Desmilitarizada) Servidor de Banco de Dados Servidor do Sistema de Transferência Eletrônica de Fundos

16 Estrutura das Filiais A estrutura das filiais é padronizada com sala do gerente, sala do farmacêutico, sala de aplicação de injetáveis, sala de informática, depósito e dois banheiros. Abaixo segue figura que representa a estrutura de informática das filiais. Figura 2 Topologia das Filiais Legenda 2 Estrutura Informática Filiais Modem ADSL/ROUTER 2Mbps Barramento interligado com switch Servidor de Banco de Dados Antivirus Servidor de Antivírus corporativo (Kaspersky) Switch 3com 24 portas

17 16 5. LIMITAÇÕES. Conforme acordo em reunião, quase não houve limitações ou impedimentos para realização deste projeto, pois a proposta partiu da própria diretoria, que liberou a compra de materiais, contratou link dedicado e terceirizou a implantação da fibra para interligar matriz e filiais. 6. IMPLEMENTAÇÕES. Este tópico descreve, de forma resumida, a nova topologia de rede, os serviços e métodos utilizados para interligação da matriz com suas filiais. Foi utilizado protocolo STP para redundância, a criação de VLans, e o método de otimização do link, com suas respectivas configurações. Também será mostrada a implantação do software de monitoramento, bem como os modelos e funcionalidades dos equipamentos a serem utilizados Topologia de Rede Implementada. Figura 3 - Estrutura da nova topologia de rede da empresa Farmavida

18 17 Legenda 3 Estrutura implementada da Matriz. 1 par de Fibra do tipo monomodo (rota independente) 1 par de Fibra do tipo monomodo (rota independente) Switch Cisco SF Roteadores (Operadora de Cartão e Convenio IPAMB) Transceiver Barramento interligado com switch ao Firewall Servidor de Banco de Dados Servidor do Sistema de Transferência Eletrônica de Fundos Servidor de Monitoramento da Rede 6.2. Ativos de rede da Matriz e Filais A estrutura de equipamentos, que foi implantado na matriz para interconexão com as lojas da empresa, foi montada na sala de informática existente, onde foi acrescentado um rack central que agrega os dispositivos do núcleo da rede tais como modem e roteador da operadora, 1 (hum) switch cisco nível 3 com 4(quatro) transceirvers que recebem as fibras das filiais. Nas filiais, tal como na matriz, foi utilizado switch nível 3 cisco com transceivers que foram montados em um rack novo, na sala de informática Equipamentos e serviços utilizados. Considerando que a fibra óptica do tipo monomodo foi implantada por empresa terceirizada, segue abaixo os tipos de serviços e equipamentos utilizados neste projeto.

19 Linha Privada de Comunicação de Dados LPCD. A Linha Privativa de Comunicação de Dados é um serviço destinado à interligação de dois ou mais pontos, que permite a conexão de equipamentos e a troca de dados em velocidades que podem variar de 1,2 Kbps a 2 Mbps, com uma comunicação integrada e segura. Este serviço permite que a empresa interligue suas redes de computadores (LANs) entre a matriz e filiais. Aplicações: Interligação de computadores e de redes locais dispersas geograficamente; Transferência de arquivos e imagens; Construção e atualização de base de dados (consultas de estoque, relatórios de vendas); Criação de Intranet; Correio eletrônico entre as unidades da empresa. Benefícios: Comunicação on-line (troca de informações em tempo real) e integrada entre os diversos pontos dispersos geograficamente; Preço fixo mensal, independentemente do volume de dados transmitido; Segurança na conexão; Diferentes velocidades, de acordo com a necessidade dos clientes; Características: Circuitos ponto-a-ponto; Transparente a protocolos; Diferentes tipos de interface (RS232, V35, V36 e G703); Velocidades de 1,2 Kbps a Kbps (velocidades superiores podem ser atendidas por meio de um projeto especial); Projetos desenvolvidos de acordo com a necessidade da empresa; Facilidade opcional de circuitos de reserva (backup).

20 Switch Gerenciável. O switch nível 3 cisco utilizado neste projeto, tanto na matriz como nas filiais, é o Cisco SF [SRW224G4-K9] de 24 portas 10/ portas de uplink 10/100/ portas Combo (SFP) - Gerenciamento via WEB. Características: Portas Fast Ethernet: 24 Portas Gigabit: 2 Portas Combo: 2 Capacidade de Switch: 12.8 Gbps Spanning Tree (STP, RSTP, MSTP): +/+/+ VLAN: 256 Filas de Prioridade QoS: 4 IGMP Snooping Static Layer 3 Routing IPv6 Support 802.1x ACL: L1-L4 SNMP: v 1,2,3 Tabela de Endereços MAC: 8000 Tecnologia de Eficiência de Energia Interface de Gerenciamento Web Figura 4 Switch Cisco SF300-24

21 Transceivers. Visando a possibilidade de haver degradação do sinal foi utilizado transceivers que adicionam conectividade por fibra óptica ou Gigabit Ethernet a qualquer switch que tenha um slot SFP vazio. Aumentam o alcance da conectividade de seus switches ou rede possibilitando um melhor desempenho. O modelo utilizado nos seguimentos entre matriz e filiais é o Cisco MGBLH1-1000BASE-LH SFP transceiver, para fibra monomodo, 1310 nm, que suportam até 40 km. Figura 5 Transceiver MGBLH Fibra Óptica (monomodo). A Fibra Óptica Monomodo Comum (Standard Single-mode Fiber), foi desenvolvida inicialmente para a transmissão de sinais ópticos em 1310 nm (nanometros). Obedece as normas G.652 da ITU T. Note que apesar das dimensões do Revestimento (R) e da Casca (C) serem aproximadamente iguais para as Fibras Ópticas Mono e Multimodos o diâmetro do Núcleo (N) da Fibra Óptica Monomodo é muito menor, da ordem de 3 a 8 µm. Como as dimensões tanto das Fibras Ópticas Multimodo e quanto das Fibras Ópticas Monomodo são muito pequenas, é praticamente impossível distingui-las a olho nu. Na prática usa-se um microscópio portátil, entretanto deve se tomar cuidado com Fibras que estejam ativadas, pois a Radiação Luminosa que estas transportam, como já vimos, é invisível e como é altamente concentrada e intensa pode trazer danos permanentes ao olho humano. Respeitadas as dimensões, a configuração geométrica do Núcleo da Fibra Óptica Monomodo de Índice Degrau é igual ao do Núcleo da Fibra Óptica Multimodo de Índice Degrau. Historicamente este tipo de Fibra Óptica Monomodo foi a primeira a ser comercialmente produzida. Alem deste tipo de índice para Fibras Ópticas Multimodo, existem outros tipos que, por serem bem mais complexos, fogem do escopo deste projeto.

22 21 Comparações Entre fibras mono e multimodo: Distâncias maiores e ilimitadas, quando comparadas as Fibras Ópticas Multimodo. Taxas de Transmissão muito mais altas (superiores a 160 Gbit/s) quando comparadas as Fibras Ópticas Multimodo Rede Virtual Local (VLan). Foi criado Vlans específicas na matriz e filiais. Vlans permitem ao administrador criar grupos de dispositivos logicamente em rede que funcionam como se eles estivessem em sua própria rede independente, mesmo se compartilharem uma mesma infra-estrutura com outras VLANs. Os benefícios primários de usar VLans são: Segurança Grupos que têm dados confidenciais são separados do restante da rede, o que diminui as chances de violações das informações confidenciais. Por exemplo, os computadores dos funcionários estão na VLAN Funcionários, estando totalmente separados do tráfego de dados dos gerentes e diretores. Redução de custo Economia de custos é resultante da menor necessidade das atualizações de rede caras e do uso mais eficiente da largura de banda e dos uplinks existentes. Desempenho mais alto Dividir as redes da Camada 2 simplesmente em vários grupos de trabalho lógicos (domínios de broadcast) reduz um tráfego desnecessário na rede e aumenta o desempenho. Atenuação da tempestade de broadcast Dividir uma rede em VLANs reduz o número de dispositivos que podem participar de uma situação de descontrole por excesso de broadcast. Conforme abordado no capítulo "Configurar um Switch", a segmentação de rede local impede uma situação de descontrole em uma rede devido a excesso de broadcast. Maior eficiência do pessoal de TI VLANs simplificam o gerenciamento da rede porque os usuários com requisitos de rede semelhantes compartilham a mesma VLAN. Quando você provisiona um novo switch, todas as políticas e procedimentos já configurados para a VLAN específica são implementados quando as portas são atribuídas. Também é fácil para o pessoal de TI identificar a função de uma VLAN, dando a ela um nome apropriado.

23 Trunk Port. É uma porta que carrega o tráfego de múltiplas VLANs e pertence por default a todas as VLANs da database (tabela com as VLANs e informações referentes a elas) do switch. Existem dois tipos de portas trunk: Trunk ISL: Todo tráfego que passa por uma porta trunk ISL (Inter-Switch Link) deve ser encapsulado em um frame ISL. Se um frame não encapsulado chega a uma porta trunk ISL ele é descartado. O ISL é um padrão criado pela Cisco, mas não são todos os switches Cisco que suportam ISL. Trunk 802.1Q: As portas trunk 802.1Q (padrão do IEEE) aceitam tráfego com e sem tag. Caso um frame seja tagueado ele será encaminhado para a VLAN referida. Se um pacote chegar sem tag à porta trunk ele será encaminhado para a VLAN default (por padrão é a VLAN 1, mas pode ser definida pelo usuário) Redundância. Um dos problemas de um projeto hierárquico puro para segmentos de LAN interconectados é que, se um switch próximo ao topo da hierarquia cair, os enlaces da LAN ficarão desconectados. Por essa razão, é recomendável montar redes com múltiplos trajetos entre os enlaces dessa rede. Um exemplo disso é mostrado na Figura 6. Figura 6: Enlace redundante da rede.

24 Falhas. No ambiente das redes de computadores podemos destacar vários aspectos críticos que podem ser considerados pontos de falhas potenciais para o sistema: cabeamento, servidores, subsistemas de disco, entre outros. Nesse contexto, as falhas são consideradas como eventos danosos, provocados por deficiências no sistema ou em um dos elementos internos dos quais o sistema dependa. As falhas podem ser derivadas de erros no projeto do software, degradação do hardware, erros humanos ou dados corrompidos. Entretanto, só existem duas variáveis para a paralisação temporária de uma rede em função de condições de falha que não se podem definir ou prever: Indisponibilidade Corresponde ao período de inatividade ou "downtime" da rede (programado ou não). As características do projeto devem ser suficientes para garantir que a informação seja replicada automaticamente do ambiente de produção para o ambiente de contingência, de forma que o tempo de indisponibilidade do sistema seja reduzido, melhorando o nível de serviço e atendendo às exigências dos usuários; Instabilidade é imprescindível conhecer quais são os parâmetros considerados como normais dentro do ambiente. A correta definição de métricas de qualidade, bem como a implantação de mecanismos de coleta e controle de variáveis do sistema são imprescindíveis para a configuração de ações de correção imediatas e de análises de tendências Spanning Tree Protocol (IEE 802.1d) Para prover redundância com segurança e confiabilidade foi habilitado o protocolo STP (Spanning Tree Protocol) nos switches participantes da nova topologia da empresa. O STP é um protocolo da camada de enlace que atua em switches e bridges sendo uma solução essencial para o problema de formação de loops em VLans. Tem a função de gerenciar conexões entre switchs de uma rede, bloqueando conexões duplicadas entre esses equipamentos e mantendo ativo apenas um caminho entre eles. Assim, fornece redundância de caminho, evitando que dados trafeguem duplicados dentro da rede. Isso evita que o algoritmo de encaminhamento seja confundido, pois um dispositivo parece estar conectado a mais de uma porta do switch. Para uma rede Ethernet funcionar corretamente, apenas um caminho ativo pode existir entre duas estações. Para fornecer redundância de caminho, o STP define uma árvore que se estende por todos os switches da rede.

25 24 Abaixo segue alguns parâmetros do STP. - Bridge Protocol Data Unit (BPDU): o BPDU é um quadro de multicast que os switches periodicamente geram para compartilhar informações da topologia e para eleger o Switch Root ou Switch Raiz, que vai construir o STP e impedir os loops, ativando os links quando necessários. - Path cost: cada porta tem associada a ela um custo, que geralmente é o valor inverso da largura de banda da porta. O menor custo é usado quando dois existem para o mesmo destino. - Port Priority: cada porta tem uma prioridade padrão; se dois caminhos que levam a um destinatário existirem e o acumulado do custo por porta for o mesmo, a porta com maior prioridade é preferencial, o menor valor tem maior prioridade. Se duas prioridades forem iguais, aquela com menor numeração física é escolhida. O algoritmo Spanning Tree (árvore de cobertura) coloca cada porta do switch no estado de Forwarding (FW) ou Blocking (BL). Todas as portas no estado FW, ou seja, que podem transmitir dados, fazem parte da atual árvore de cobertura (Spanning Tree). O conjunto de portas no estado FW cria um caminho único onde as informações podem ser enviadas entre os segmentos da rede local (LAN). Em suma, switches podem encaminhar ou receber dados através das portas que estiverem no estado FW; e não encaminham ou recebem dados através das portas bloqueadas (BL). Figura 7: Switches com redundância e Spanning Tree Protocol

26 25 Na Figura 7, quando Maria envia um quadro de broadcast, este quadro não entra em loop. O Switch1 envia, através da porta Fa0/2, uma cópia para o Switch 3 (porta Fa0/2) e Switch 2 (porta fa0/2). O Stp bloqueará um seguimento e encaminha o pacote através do enlace redundante para seu destino. A Figura 8 mostra como fica a topologia da rede após uma eventual falha no enlace entre os Switches 1 e 3. Figura 8: Rede com link com redundante após uma falha Para decidir quais portas estarão no estado de encaminhamento (FW) e no estado bloqueado (BL), o STP usa três critérios: 1. Eleição de um Switch Raiz (Root). Todas as portas do Switch Raiz (SR) são colocadas no estado FW. 2. Cada switch Não-Raiz (Non-Root) considerada uma de suas portas como tendo o menor custo entre ele e o SR. O STP coloca então esta porta de menor custo (Least Root Cost Interface), chamada Switch Root Port, ou simplesmente Porta raiz (PR), no estado FW.

27 26 3. Muitos switches podem fazer parte de um mesmo segmento de rede local. O switch com o menor custo até SR, quando comparado com os outros switches deste segmento, é colocado também no estado FW. O switch com o menor custo em cada segmento é chamado de Switch Designado (SD), e a porta deste switch, conectada a este segmento, é chamada de Designed Port ou Porta Designada (PD). Tabela 1: Razões para o STP Encaminhar ou Bloquear. Caracterização da Porta Todas as portas do Switch Raiz Cada porta do Switch Não-Raiz Cada Porta Designada da rede Estado Descrição STP FW O SR é sempre o Switch Designado em todos os segmentos conectados. FW A Porta Raiz é a porta que recebe o BPDU de menor custo do SR. FW O switch que encaminha o BPDU de menor custo no segmento é o Switch Designado para este segmento. Todas outras portas BL A porta não é usada para encaminhar dados, e também não recebe informações das portas no estado FW Método Etherchannel O método de otimização do link implantado neste projeto foi o Etherchannel, que permite o compartilhamento de carga de tráfego entre os links no canal, bem como a redundância no caso de um ou mais links que ocorrer falha, também permite um equilíbrio de carga e diminuindo assim o tempo de convergência do spanning-tree. Para o spanning-tree o Etherchannel é identificado como uma única porta de ligação (Bridge port.), podendo ser usado para interligar switches LAN, roteadores, servidores e clientes através de par trançado sem blindagem (UTP) ou fiação de fibras monomodo e multimodo. A tecnologia Etherchannel é baseada em padrões 802.3, fornecendo assim uma solução confiável e de alta velocidade para a rede e tolerância a falhas. Por padrão ele suporta até 8 interfaces ethernet full-duplex, com velocidades de 100Mbps até 10Gbps. Mesmo nas mais exigentes situações de largura de banda a tecnologia mantém o excesso ao mínimo, proporcionando uma melhor resistência.

28 27 Sua configuração pode ser automática ou Manual: O PAGP, Port Aggregation Protocol, é o protocolo que auxilia a negociação e estabelecimento do EtherChannel. Ele associa as interfaces físicas em grupos chamados channel-groups, e cada um desses formará uma interface chamada port-channel, que irá distribuir o tráfego entre elas. Link Aggregation Control Protocol (LACP) é parte de uma especificação IEEE (802.3ad) que permite que você estabeleça várias portas físicas para formar um único canal lógico. LACP permite que um switch negocie um pacote automáticamente enviando pacotes LACP para os pares. Ele executa uma função similar à Port Aggregation Protocol (PAgP) com EtherChannel Cisco Ferramenta de Monitoramento e Análise (WhatUp Gold) Como forma de prevenção, e também tornar a interconexão das lojas Farmavida mais seguras utilizamos um software de gerenciamento da rede (What s Up Gold), que permitem que algumas falhas de segmentação possam ser previamente apontadas. Na empresa FARMAVIDA, não havia nenhuma solução de gerenciamento, o que não permitia aos administradores de redes a capacidade de monitorar, mapear e serem notificados em caso de ocorrer alguma anormalidade no funcionamento da rede, bem como analisar o status da rede em tempo real, monitoramento de hardware, software de rede, impressoras, repetidores, concentradores LAN e dispositivos de usuário final; além dos serviços de SNMP, POP3, FTP, Telnet, WWW e NNTP. Dados os recursos disponíveis no monitor, é normalmente desejável e potencialmente útil que ele execute rotinas de diagnóstico de forma contínua e que acumule os dados de desempenho da rede. O monitor estará sempre disponível no início de uma falha; assim, ele poderá notificar a estação de gerenciamento da falha, assim como armazenar informações estatísticas a seu respeito. Esta informação estatística poderá ser analisada pela estação de gerenciamento numa tentativa de diagnosticar as possíveis causas do problema.

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