Acesso Ethernet com Hubs O dado é enviado de um por vez Cada nó trafega a 10 Mbps
Acesso Ethernet com Bridges Bridges são mais inteligentes que os hubs Bridges reuni os quadros entre dois segmentos de rede. Bridges controla o tráfego para a rede
Acesso Ethernet com Switches Vários dispositivos envia ao dados mesmo tempo Cada nó tem 10/100 Mbps
LAN nos dias de hojé Os recursos são principalmente ligado, e poucos são compartilhados. Roteadores fornecer escalabilidade Grupos de usuários são determinados pela localização física
Segmentação com Bridges Segmentação oferece menos usuários por segmento. Bridges armazena os quadros, em seguida encaminha-os com base no endereço da Camada 2 Camada 3 independente de protocolo Aumentar a latência na rede
Segmentação com Roteadores Mais gerenciáveis, maior funcionalidade, vários caminhos ativos Menores domínios de broadcast Opera na camada 3
Segmentação com Switches Um switch elimina o impacto de colisões através microsegmentos Baixa latência e alta taxa de encaminhamento de quadros em cada porta de interface Funciona com 802,3 existentes (CSMA / CD) cartões de interface de rede de cabeamento compatíveis
Switching Methods 1. Store-and-Forward Todo o quadro é recebido antes de qualquer encaminhamento ocorre. Os filtros são aplicados antes que o quadro é encaminhado. Mais fiável e também mais latência especialmente quando os quadros são grandes. 2. Cut-Through O quadro é encaminhado através do interruptor antes de todo o quadro seja recebido. No mínimo, o endereço de destino do quadro deve ser lido antes que o quadro possa ser encaminhado. Este modo diminui a latência da transmissão, mas também reduz a detecção de erros. 3. Fragment-Free Fragmento livre de comutação filtra fragmentos de colisão antes do encaminhamento começar. Fragmentos de colisão são a maioria dos erros de pacotes. Em uma rede que funcione corretamente, fragmentos de colisão deve ser menor que 64 bytes. Qualquer coisa > 64 bytes é um pacote válido e normalmente é recebido sem erro.
Benefícios da comutação Reduz o número de colisões Várias comunicações Simultâneas Uplinks de alta velocidade Resposta da rede melhorada O aumento da produtividade do usuário
Como Switches e Bridges Aprendem os Endereços? Bridges e switches aprender das seguintes maneiras: Lendo o endereço MAC de origem de cada quadro ou datagrama recebido Gravando a porta na qual o endereço MAC foi recebido. Deste modo, o Bridges ou switch aprende quais endereços que pertencem aos dispositivos ligados a cada porta.
CAM Memória de Conteúdo Endereçável CAM é usado em aplicações de comutação: Para tirar e processar as informações de endereço a partir de pacotes de entrada de dados Para comparar o endereço de destino com uma tabela de endereços armazenada dentro dele As CAM armazenam os endereços MAC acolhidos e números de porta associados. O CAM compara o endereço MAC de destino que recebeu contra o conteúdo da tabela CAM. Se a comparação produz uma correspondência, a porta é fornecida, e encaminha o pacote de controle de comutação para a porta correta e endereço.
3 Métodos de Comunicação
Switches & Domínios Broadcast Quando estiverem ligados dois detectores, o domínio de broadcast é aumentada. O resultado global é uma redução na largura de banda disponível. Isso acontece porque todos os dispositivos no domínio de broadcast deve receber e processar o quadro de broadcast. Roteadores são dispositivos de camada 3. Roteadores não propagam transmissões. Os roteadores são usados para ambos os domínios de colisão segmento e broadcast.
Overview Uma maior concepção de LANs inclui identificar o seguinte: Uma camada de acesso que conecta os usuários finais na LAN A camada de distribuição que fornece com base em políticas de conectividade entre o usuário final LANs A camada do núcleo que proporciona a ligação mais rápida entre os pontos de distribuição Cada uma dessas camadas de projeto LAN requer switches que são mais adequados para tarefas específicas.
A camada de acesso A camada de acesso é o ponto de entrada para estações de trabalho de usuários e servidores para a rede. Numa LAN campus do dispositivo usado na camada de acesso pode ser um com hub ou um switches. Funções da camada de acesso também incluem filtragem da camada MAC e micros segmentação. Switches Layer 2 são utilizados na camada de acesso.
Camada de acesso - Switches Switches de camada de acesso operam na camada 2 do modelo OSI O objetivo principal de um switch de camada de acesso é permitir que os usuários finais para a rede. Um switch de camada de acesso deve fornecer essa funcionalidade com baixo custo e alta densidade de portas. Os switches da Cisco são comumente usados na camada de acesso: Catalyst 1900 series Catalyst 2820 series Catalyst 2950 series Catalyst 4000 series Catalyst 5000 series
A camada de distribuição A camada de distribuição da rede está entre o acesso e as camadas do núcleo. As redes são segmentadas em domínios de transmissão por esta camada. Políticas podem ser aplicadas e listas de controle de acesso podem filtrar pacotes. Switches nesta camada operam na camada 2 e camada 3.
Switches de camada de distribuição O switch de camada de distribuição deve ter alta performance. O switch de camada de distribuição é um ponto em que um domínio de broadcast é delineado. Ele combina o tráfego VLAN e é um ponto focal de decisões políticas sobre o fluxo de tráfego. Por estas razões switches camada de distribuição operam na Camada 2 e Camada 3 do modelo OSI. Interruptores nesta camada são referidas como interruptores de multicamadas. Estes switches multicamadas combinar as funções de um roteador e um interruptor em um único dispositivo. Os parâmetros que se seguem Cisco são adequados para a camada de distribuição: Catalyst 2926G Catalyst 5000 family Catalyst 6000 family
A camada de núcleo A camada do núcleo é responsável pelo transporte rápido e confiável de dados através de uma rede. A camada central é muitas vezes conhecido como o backbone de rede ou fundação, porque todas as outras camadas confiar nela. O seu objetivo é o de reduzir o tempo de latência na entrega dos pacotes.
Iniciar ficisamente o Switch Catalyst Switches são dedicados, computadores especializados, que contêm uma CPU, RAM e um sistema operacional. Switches costumam ter várias portas para o propósito de hosts conectados, bem como portos especializados para efeitos de gestão. Um switch pode ser gerenciado através da ligação à porta de console para visualizar e fazer alterações na configuração. Switches normalmente não têm interruptor para ligá-los e desliga-los. Eles simplesmente liga ou desliga a partir de uma fonte de energia. Vários Switches do Cisco Catalyst da série 2950 são apresentados no gráfico à direita.
Switch- Indicadores LED O painel frontal de um switch tem várias luzes para ajudar a monitorar a atividade do sistema e desempenho. Estas luzes são chamados diodos emissores de luz (LEDs). O switch tem os seguintes LEDs: Sistema LED Fonte de alimentação remota (RPS) LED Port Mode LED Porto LEDs de estado O Sistema de LED mostra se o sistema está recebendo energia e funcionando corretamente. O LED RPS indica se a fonte de alimentação remota está em uso ou não. Os LEDs indicam o estado atual do botão Mode. Os LEDs de estado da porta ter significados diferentes, dependendo do valor atual do modo de LED.
Verificando LEDs das portas Durante o Switch POST Uma vez que o cabo de alimentação está ligado, o switch inicia uma série de testes chamado de power-on Self Test (POST). POST é executado automaticamente para verificar se o switch funciona corretamente. O Sistema de LED indica o sucesso ou o fracasso de POST. o Sistema de LED indica o sucesso ou o fracasso de POST: * Se o sistema LED está desligado, mas a chave está ligado, POST está em execução * Se o sistema LED é verde, o POST foi bem sucedida. * Se o sistema LED âmbar, então POST falhou
Overview Redundância em uma rede é extremamente importante porque a redundância permite que as redes seja tolerantes a falhas. O protocolo Spanning-Tree é usado em redes comutadas para criar um laço lógico livre do laço que temos em uma topologia física
Topologias Switches redundante Redes com caminhos redundantes e dispositivos permitem mais tempo de atividade da rede. No gráfico, se alternar um falhar, o tráfego ainda pode fluir de Segmento 2 para Segmento 1 e para o roteador através do Switch B. Se a porta uma falha no interruptor A, então ainda pode fluir o tráfego através de uma porta e Alternar B. Switches aprendem os endereços MAC dos dispositivos em suas portas para que os dados possam ser devidamente encaminhadas para o destino. Switches vai inundar quadros para destinos desconhecidos até aprender os endereços MAC dos dispositivos.
Tempestade de Broadcast Broadcasts e multicasts pode causar problemas em uma rede comutada. Multicasts são tratados como transmissões pelas chaves. Broadcasts e quadros multicasts são inundados por todas as portas, exceto aquela em que o quadro foi recebido. Os switches continuam a propagar o tráfego de Broadcasts mais e mais. Isso é chamado de uma tempestade de broadcast. Isto irá continuar até que um dos Swithches seja desligado. A rede parece ser lenta ou extremamente lento.
Múltiplas transmissões de quadro Em uma rede comutada redundante é possível que um dispositivo de fim receba vários quadros. Suponha que o endereço MAC do roteador Y foi esgotado por ambas as chaves. Também assumir que X anfitrião ainda tem o endereço MAC do roteador Y em seu cache ARP e envia um quadro unicast para o roteador Y. O roteador recebe o quadro, porque é no mesmo segmento como Host X. Chave A não tem o endereço MAC Router da Y e, portanto, inundar o quadro das suas portas. Interruptor B também não sabe qual porta Router Y está ligado. Chave B então inunda o quadro recebeu causando Y Router para receber várias cópias do mesmo quadro. Esta é uma das causas de processamento desnecessário em todos os dispositivos.
NOTE: Não Confunda Spanning Tree Protocol (STP) com Shielded Twisted Pair (STP).
Spanning Tree Protocol - 1 Bridges e switches Ethernet pode implementar o protocolo IEEE 802.1D Spanning- Tree e usar o algoritmo de árvore estendida para a construção de uma malha de rede de caminho mais curto livre. Fornece um laço livre, topologia de rede redundantes, colocando determinadas portas no estado de bloqueio Caminho mais curto é baseada em custos de links cumulativos. Os custos da ligação são baseados na velocidade do link.
A mensagem que envia um interruptor, permitindo a formação de um laço de topologia livre lógico, é chamada uma unidade de dados de protocolo de ponte[bridge Protocol Data Unit ] (BPDU). Spanning Tree Protocol - 2 O protocolo Spanning-Tree estabelece um nó raiz, chamado de bridge/switch O protocolo Spanning-Tree constrói uma topologia que tem um caminho para se chegar a cada nó da rede. A árvore resultante origina a partir da bridge/switch. O protocolo Spanning-Tree requer dispositivos de rede para trocar mensagens para detectar loops na ponte. Links que irá causar um loop são colocados em um estado de bloqueio. Bridge ID
Selecionando o Root Bridge O root bridge da árvore de expansão é a Bridge com o menor ID, Bridge (mais baixa). Cada ponte tem um identificador único (ID) e um número de prioridade configurável, o Bridge ID contém ambos os números. Para comparar dois Bridge IDs, a prioridade é comparada primeiro. Se duas pontes têm a mesma prioridade, então os endereços MAC são comparados. Por exemplo, se switch A (MAC = 0000.0000.1111) e B (MAC = 0000.0000.2222) ambos têm uma prioridade de 10, em seguida, mudar uma será selecionada como a Root Bridge. Se o administrador de rede gostaria switch B para se tornar a ponte raiz, eles devem definir sua prioridade deve ser inferior a 10. (A prioridade padrão de switches Cisco é 32768)
BDPUs Bridge Protocol Data Unit BPDUs contêm informações suficientes para que todos os interruptores pode fazer o seguinte: Selecione um único switch que irá atuar como a raiz da árvore de expansão Calcular o caminho mais curto de si mesmo para o Switch raiz Cada switch não raiz escolher um de suas portas como sua porta raiz, esta é a interface que permite o melhor caminho para o Switch raiz. Seleciona portas que fazem parte da árvore de expansão, as portas designados. Portas não-designadas são bloqueado
Operação - Spanning Tree Quando a rede estiver estabilizada, que tem convergido e há uma árvore estendida por rede. Como resultado, para cada rede comutada os seguintes elementos existem: Uma ponte de raiz por rede Uma porta raiz por ponte de raiz não Um porta designada por segmento Não utilizados, não designados portos Portas raiz e portos designados são usados para o encaminhamento (F) o tráfego de dados. Portas não-designadas descartar o tráfego de dados. Portas não-designadas são chamados de bloqueio (B) ou portas descartando.