Mudanças entre as edições de "PJI1102 2015-2"
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* Finalização da identificação do cabeamento realizado até aqui. | * Finalização da identificação do cabeamento realizado até aqui. | ||
* A identificação continua para as demais partes do projeto seguindo os mesmos padrões abordados em sala e apoiados na norma. | * A identificação continua para as demais partes do projeto seguindo os mesmos padrões abordados em sala e apoiados na norma. | ||
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+ | ==10/11 - Parte 1 - Instalação de serviços de Voz e Dados== | ||
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+ | * Instalação de 4 ramais PABX local incluindo testes de comutação; | ||
+ | * Instalação do Switch principal no rack da sala de Equipamentos. | ||
+ | * Lançamentos de 2 cabos de rede do rack da sala de equipamentos ao segundo patch panel do armário de telecomunicações; | ||
+ | * A identificação continua para as demais ampliações do cabeamento horizontal e também para as próximas partes do projeto, sempre seguindo os mesmos padrões abordados em sala e apoiados na norma. | ||
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+ | ==13/11 - Parte 1 - Equipamentos Ativos de Rede== | ||
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+ | * Conexão do switch principal da sala de equipamentos a rede do IFSC; | ||
+ | * Testes de voz e internet em todas as tomadas de telecomunicações; | ||
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+ | === Abordagem teórica sobre equipamentos ativos de rede: SWITCHES.=== | ||
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+ | RESUMO sobre a abordagem do tema: | ||
+ | * A tecnologia Ethernet; | ||
+ | * Equipamentos ativos de rede; | ||
+ | * Características de Switches; | ||
+ | * Integração e instalação dos equipamentos de rede ao cabeamento horizontal. | ||
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+ | ==== A Ethernet==== | ||
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+ | Veja abaixo o desenho usado por Bob Metcalfe, um dos criadores da Ethernet, para apresentação em uma conferência em 1976. | ||
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+ | [[Imagem:Ethernet.png|600px]] | ||
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+ | Até hoje esses conceitos se mantiveram na concepção das interfaces de equipamentos ativos conectados por redes locais (LAN), e que portanto são os pontos de convergência nos armários, salas de telecomunicações ou salas de equipamentos de um cabeamento estruturado. Atualmente temos os seguintes elementos em uma rede Ethernet: | ||
+ | * '''Estações:''' equipamentos que se comunicam pela rede. Ex: computadores e roteadores. | ||
+ | * '''Interface de rede (NIC):''' dispositivo embutido em cada estação com a finalidade de prover o acesso à rede. Implementa as camadas PHY e MAC. | ||
+ | * '''Meio de transmissão:''' representado pelos cabos por onde os quadros ethernet são transmitidos. Esses cabos são conectados às interfaces de rede das estações. | ||
+ | * '''Switch:''' equipamento de interconexão usado para interligar as estações. Cada estação é conectada a um switch por meio de um cabo. Um switch usualmente possui múltiplas interfaces de rede (12, 24 ou mais). Uma rede com switches apresenta uma topologia física em estrela. | ||
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+ | [[imagem:Lan2-2011-1.png]] | ||
+ | <br>''Uma LAN com switches'' | ||
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+ | ==== Arquitetura IEEE 802 ==== | ||
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+ | Define um conjunto de normas e tecnologias no escopo das camadas física (PHY) e de enlace. A camada de enlace é dividida em duas subcamadas: | ||
+ | * '''LLC (Logical Link Control):''' o equivalente a um protocolo de enlace de fato, porém na prática de uso restrito (pouco utilizada). | ||
+ | * '''MAC (Medium Access Control):''' um protocolo de acesso ao meio de transmissão, que depende do tipo de meio físico e tecnologia de comunicação. Esse tipo de protocolo é necessário quando o meio de transmissão é compartilhado. | ||
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+ | [[imagem:Arq-ieee.png|400px]] | ||
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+ | ===== Protocolo de acesso ao meio (MAC) ===== | ||
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+ | Parte da camada de enlace na arquitetura IEEE 802, tem papel fundamental na comunicação entre estações. O MAC é responsável por: | ||
+ | * '''Definir um formato de quadro''' onde deve ser encapsulada uma PDU de um protocolo de camada superior. | ||
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+ | [[imagem:Quadro-ethernet.png|600px]] | ||
+ | <br>''Quadro ethernet'' | ||
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+ | * '''Endereçar as estações''', já que o meio de transmissão é multiponto (ver campos ''Endereço Destino (destination address)'' e ''Endereço de origem (source address)'' no quadro Ethenet). | ||
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+ | * '''Acessar o meio para efetuar a transmissão de quadros''', resolvendo conflitos de acesso quando necessário. Um conflito de acesso (chamado de ''colisão'') pode ocorrer em alguns casos quando mais de uma estação tenta transmitir ao mesmo tempo. | ||
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+ | [[imagem:Csmacd-fluxograma.jpg]] | ||
+ | <br>''Fluxograma para o acesso ao meio com CSMA/CD.'' | ||
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+ | O acesso ao meio com CSMA/CD é probabilístico: uma estação verifica se o meio está está livre antes de iniciar uma transmissão, mas isso não impede que ocorra uma colisão (apenas reduz sua chance). Se acontecer uma colisão, cada estação envolvida usa esperas de duração aleatória para desempate, chamadas de ''backoff''. A ideia é que as estações sorteiem valores de espera diferentes, e assim a que tiver escolhido um valor menor consiga transmitir seu quadro. Veja o fluxograma acima para entender como isso é feito. As colisões e esperas (''backoffs'') impedem que esse protocolo de acesso ao meio aproveite totalmente a capacidade do meio de transmissão. | ||
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+ | * [http://www.datacottage.com/nch/eoperation.htm Veja animacões que mostram o tratamento de colisões] | ||
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+ | No entanto, '''nas gerações atuais do padrão IEEE 802.3 (Gigabit Ethernet e posteriores) o CSMA/CD não é mais utilizado'''. Nessas atualizações do padrão, o modo de comunicação é full-duplex (nas versões anteriores, que operavam a 10 e 100 Mbps, há a possibilidade de ser half ou full-duplex). Se as comunicações são full-duplex, então '''conceitualmente não existem colisões'''. Isso se deve ao fato de que nessas novas versões cada estação possui uma via exclusiva para transmitir e outra para receber, portanto não existe mais um meio compartilhado. | ||
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+ | ==== Interligação de LANs (norma IEEE802.1D) ==== | ||
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+ | Questões que formaram os desafios de switching: | ||
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+ | * Como um switch aprende que endereços MAC estão em cada porta ? | ||
+ | * Como um switch encaminha um quadro cujo destinatário é desconhecido ? | ||
+ | * Como um switch propaga quadros em broadcast ? | ||
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+ | Pra resolver essas questões a norma IEEE802.1D estabeleceu tecnologias na construção de suas arquiteturas internas de hardware e software. A tecnologia ''store-and-forward'' é a que se consolidou, equipando todos os switches atuais, dividindo a tarefa de comutação de pacotes na camada 2 em cinco fases bem distintas. | ||
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+ | ===== As cinco fases no switching ===== | ||
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+ | * [http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/slides/lan-switch-transparent.swf Animação sobre o funcionamento de switches (Cisco)] | ||
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+ | ====Segmentação de Rede==== | ||
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+ | Como diferentes setores e públicos utilizam a rede para diferentes propósitos, concluiu-se que é apropriado segmentá-la em algumas subredes. Isso possibilitaria facilitar o controle de quem usa a rede, além do policiamento do tráfego. Um exemplo da rede do campus SJ ilustra essa situação: | ||
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+ | A rede do IFSC - Campus SJ foi segmentada inicialmente em cinco novas subredes, denominadas: | ||
+ | |||
+ | {| border="1" cellpadding="2" | ||
+ | !Segmento | ||
+ | !Descrição | ||
+ | !Subrede IP | ||
+ | |- | ||
+ | |'''Pedagogica''' || Pontos das salas de aula e laboratórios de informática|| 172.18.32.0/20 | ||
+ | |- | ||
+ | |'''Administrativa''' || Pontos de setores administrativos|| 172.18.16.0/20 | ||
+ | |- | ||
+ | |'''DMZ''' || Servidores acessíveis de fora da escola (ex: Wiki, WWW)|| 200.135.37.64/26 | ||
+ | |- | ||
+ | |'''BD''' || Servidores que hospedam bancos de dados (ex: LDAP, MySQL)|| 172.18.240.0/24 | ||
+ | |- | ||
+ | |'''LAN''' || Demais pontos de rede || 172.18.0.0/20 | ||
+ | |} | ||
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+ | A figura abaixo mostra a estrutura proposta para a rede do campus São José, composta pelas cinco novas subredes e as subredes dos laboratórios de Redes 1 e Redes 2. Como se pode observar, o roteador/firewall Cisco ASA 5510 se torna um nó central da rede, pois interliga todas suas subredes (com exceção dos laboratórios de Redes 1 e Redes 2). | ||
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+ | [[imagem:Nova-rede-ifsc-sj.png|600px]] | ||
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+ | Existe mais de uma forma de implantar uma estrutura como essa, as quais serão apresentadas nas próximas subseções. | ||
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+ | ===== Segmentação física ===== | ||
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+ | A segmentação física é uma solução aparentemente simples e direta. Cada subrede deve ser composta de uma estrutura exclusiva, contendo seus switches e cabeamentos. No entanto, para adotar esse tipo de segmentação, algumas modificações precisarão ser feitas na infraestrutura de rede existente. Observe a estrutura física da rede do campus: | ||
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+ | [[imagem:Rede-ifsc-sj.png|600px]] | ||
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+ | Questão para estudar: O que seria necessário fazer para implantar uma segmentação física ? | ||
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+ | ===== Segmentação com VLANs (Segmentação Lógica)===== | ||
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+ | Se a reestruturação pudesse ser efetuada com mínimas modificações na estrutura física (incluindo cabeamento), a implantação da nova rede seria mais rápida e menos custosa. Para isso ser possível, seria necessário que a infraestrutura de rede existente tivesse a capacidade de agrupar portas de switches, separando-as em segmentos lógicos. Quer dizer, deveria ser possível criar '''redes locais virtuais''', como mostrado na seguinte figura: | ||
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+ | [[imagem:Vlans.png]] | ||
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+ | No exemplo acima, três redes locais virtuais ('''VLAN''') foram implantadas nos switches. Cada rede local virtual é composta por um certo número de computadores, que podem estar conectados a diferentes switches. Assim, uma rede local pode ter uma estrutura lógica diferente da estrutura física (a forma como seus computadores estão fisicamente interligados). Uma facilidade como essa funcionaria, de certa forma, como um ''patch panel'' virtual, que seria implementado diretamente nos switches. | ||
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+ | '''Redes locais virtuais''' são técnicas para implantar duas ou mais redes locais com topologias arbitrárias, usando como base uma infraestrutura de rede local física. Isso é semelhante a máquinas virtuais, em que se criam computadores virtuais sobre um computador real. | ||
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+ | ===== Padrão IEEE 802.1q ===== | ||
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+ | Os primeiros switches com suporte a VLANs as implementavam de forma legada (i.e. não seguiam um padrão da indústria). Isso impedia que houvesse interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes. Logo a IEEE formou um grupo de trabalho para propor mecanismos padronizados para implantar VLANs, dando origem ao padrão [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/docs/ieee/802.1Q-2005.pdf IEEE 802.1q]. Os fabricantes de equipamentos de rede o adataram largamente, suplantando outras tecnologias legadas (ex: [http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_tech_note09186a0080094665.shtml ISL] e [http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_tech_note09186a0080094c52.shtml VTP] da Cisco). Com isso, VLANs IEEE 802.1q podem ser criadas usando switches de fabricantes diferentes. | ||
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+ | Atualmente, a implantação de VLANs depende de switches com suporte ao padrão IEEE 802.1q. Assim, verifique quais dos switches do laboratório possuem suporte a VLAN: | ||
+ | * D-Link DES-526 [http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/IER/roteiros/manual-des3526.pdf (manual)] | ||
+ | * Micronet SP 1658B [http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/IER/roteiros/SP1658B_Manual.pdf (manual)] | ||
+ | * 3Com 3224 [http://www.3com.com/prod/pt_la_amer/detail.jsp?tab=prodspec&sku=3C16479 (especificações)] | ||
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+ | Uma VLAN é identificada por um número, chamado VID (''VLAN Identifier''), sendo que a VLAN com VID 1 é considerada a ''VLAN default'' (configuração de fábrica). Em um switch com suporte a VLAN IEEE 802.1q, cada porta possui um (ou mais ...) VID, o que define a que VLAN pertence. Assim, para criar uma VLAN, devem-se modificar os VID das portas de switches que dela farão parte. | ||
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+ | Além do VID, a configuração da porta de um switch deve especificar o modo de operação da VLAN: | ||
+ | * '''tagged:''' cada quadro transmitido ou recebido por essa porta deve conter o número da VLAN a que pertence. Esse modo é usado normalmente em portas que interligam switches. | ||
+ | * '''untagged:''' quadros que entram e saem pela porta não possuem informação sobre a VLAN a que pertencem. Usado normalmente para conectar computadores e servidores a switches. | ||
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+ | Esses modos '''tagged''' e '''untagged''' implicam haver uma forma de um quadro Ethernet informar a que VLAN pertence. Isso é usado para restringir a propagação de quadros, fazendo com que sejam recebidos e transmitidos somente por portas de switches que fazem parte de suas VLANs. | ||
+ | |||
+ | O padrão IEEE 802.1q define, entre outras coisas, uma extensão ao quadro MAC para identificar a que VLAN este pertence. Essa extensão, denominada tag (etiqueta) e mostrada na figura abaixo, compõe-se de 4 bytes situados entre os campos de endereço de origem e ''Type''. O identificador de VLAN (VID) ocupa 12 bits, o que possibilita portanto 4096 diferentes VLANs. | ||
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+ | [[imagem:Quadro-8021q.png]] | ||
+ | <br>''Quadro ethernet com a TAG IEEE 802.1q'' | ||
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+ | A ''tag'' de VLAN, inserida em quadros Ethernet, está diretamente relacionada com os modos '''tagged''' e '''untagged''' de portas de switches. Portas em modo '''tagged''' transmitem e recebem quadros que possuem ''tag'', e portas em modo '''untagged''' recebem e transmitem quadros que não possuem ''tag''. Isso foi pensado para tornar a implantação de VLANs transparente para os usuários finais, pois seus computadores não precisarão saber que existem VLANs (i.e. não precisarão interpretar ''tags''). Por isso equipamentos que não interpretam ''tags'' são denominados ''VLAN-unaware'' (desconhecem VLAN), e equipamentos que recebem e transmitem quadros com ''tag'' são referidos como ''VLAN-aware'' (conhecem VLAN). | ||
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+ | '''Exemplo: simulador de switch com VLAN:''' | ||
+ | <br>Esta animação possibilita simular a configuração de VLANs em um switch, e efetuar testes de transmissão. Experimente criar diferentes VLANs e observar o efeito em transmissões unicast e broadcast (clique na figura para acessar o simulador). | ||
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+ | [[imagem:Simulador-vlan.png|link=http://www2.rad.com/networks/2006/vlan/demo.htm|Um simulador de VLANs]] | ||
+ | |||
+ | ==== O problema dos ciclos (caminhos fechados) em uma rede local ethernet ==== | ||
+ | |||
+ | Bibliografia associada: | ||
+ | * Capítulo 15 do livro "''Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 3a ed.''", de Behrouz Forouzan. | ||
+ | |||
+ | Outros materiais: | ||
+ | * Introdução a STP (ver [http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/slides/aula11.pdf transparências]) | ||
+ | * [http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/docs/spanning_tree1.swf Uma animação sobre STP]. | ||
+ | * [http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/docs/stp.pdf Um texto explicativo sobre STP] | ||
+ | * [http://en.wikipedia.org/wiki/Spanning_tree_protocol STP na Wikipedia] | ||
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+ | Após implantar a [[RCO2-2012-1#Atividade_3|nova rede do IF-SC SJ]], a equipe da gerência de rede passou a acompanhar seu uso pela comunidade escolar. E um certo dia um aluno acidentalmente pegou um cabo e ligou em duas tomadas de rede em um laboratório (que está na Subrede ''Pedagógica''). Quer dizer, ele fez algo assim com um dos switches da rede: | ||
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+ | [[imagem:Curto-lan.png]] | ||
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+ | A interligação acidental de duas portas de um switch cria um ciclo na rede local (''loop''). Mas isso pode ser feito também de forma intencional, pois em LANs grandes pode ser desejável ter enlaces redundantes, para evitar que a interrupção de um enlace isole parte da rede. A existência de interligações alternativas portanto é algo que pode ocorrer em uma rede local, seja por acidente ou com a finalidade de conferir algum grau de tolerância a falhas na infraestrutura da rede. Um caso em que uma rede possui um ciclo intencionalmente colocado pode ser visto na LAN abaixo: | ||
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+ | [[imagem:LAN-anel-stp.png]] | ||
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+ | Apesar de desejável em algumas situações, uma topologia de rede com caminhos fechados, como visto na figura acima, não pode ser instalada sem alguns cuidados. Uma rede como essa ficaria travada devido a um efeito chamado de ''tempestade de broadcasts'' (''broadcast storm''). Isso acontece porque, ao receber um quadro em broadcast, um switch sempre o retransmite por todas as demais portas. Para que a rede acima funcione como esperado, uma ou mais portas de switches precisarão ser desativadas de forma que o caminho fechado seja removido. Ter que fazer isso manualmente tira o sentido de ter tal configuração para tolerância a falhas (e não impede um "acidente" como aquele descrito no início desta secão), por isso foi criado o protocolo [http://en.wikipedia.org/wiki/Spanning_Tree_Protocol STP] (''Spanning Tree Protocol'', definido na norma IEEE 802.1d) para realizar automaticamente essa tarefa. | ||
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+ | ====Padrão IEEE802.1ax (anterior IEEE802.1ad) Agregamento de enlaces==== | ||
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+ | ====== Agregação de enlace (bonding ou trunking) ===== | ||
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+ | O Padrão IEEE802.1ax determina a agregação de enlaces, em que se agrupam interfaces ethernet de forma a parecerem uma única interface. A interface agregada tem prefixo ''bond'', e assim deve ser identificada como ''bond0'', ''bond1'' e assim por diante. A fusão de interfaces mutliplica a capacidade na conexão entre switches de uma rede sem a necessidade de portas específicas de maior velocidade. | ||
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+ | O exemplo acima cria a seguinte rede: | ||
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+ | [[imagem:Bond.png]] | ||
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+ | ====Cascateamento versus Empilhamento==== | ||
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+ | Os switches ainda possuem uma facilidade em nível físico chamada empilhamento (ou stack) que tem a função de ampliar as capacidades de portas sem comprometer significativamente a latência de pacotes em trânsito (fase forwarding). O mais eficiente, porém com mais custo, é o empilhamento por backplane onde um cabo proprietário de comprimento não maior que 1 metro, é conectado entre portas de entrada e saída específicas para este fim, geralmente na trazeira do switch, formando um anel dos swicthes empilhados. Os switches empilhados se comportam como um só e a gerência deles é muito mais facilitada com um único endereço IP. Já o cascateamento usando portas comuns ou portas específicas de altas taxas (fibra) chamadas UPLINK, mesmo usando o agregamento de link abordado na seção anterior, resolve a questão do congestionamento de toda a transferência de dados oriundas/destinadas aos ramos descendentes destas portas, mas torna-se difícil a gerência de cada switch e a latência além de reduzir o desempenho da rede pode impedir até o funcionamento de algorítimos como o STP. | ||
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+ | '''Desafio:''' proponha um exemplo de como poderia ser realizada a distribuição de switches e respectivas configurações na rede física do IFSC usando a segmentação através de VLANs. | ||
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+ | '''Questão para estudo e conclusão:''' Avaliando todo o conteúdo resumido acima, discuta e conclua com a sua equipe, quais os critérios e tipos de segmentação que deveriam ser usados para planejar a distribuição de switches em um projeto de caeamento horizontal. | ||
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+ | * Exercícios adicionais: | ||
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+ | # Transforme as redes abaixo segmentadas fisicamente em novas redes usando VLAN; | ||
+ | # Os Switches D-Link DES-3526 e Micronet SP 1658B possuem as facilidades de VLAN e STP? | ||
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Edição das 01h43min de 11 de novembro de 2015
Dados Importantes
Professor: Jorge Henrique B. Casagrande
Email: casagrande@ifsc.edu.br,
Atendimento paralelo: 3as e 6as 17:35h - 18:30h - Jorge e Francisco de Assis (Sala dos professores de TELE - ao lado da reprografia)
Endereço do grupo: https://www.facebook.com/groups/565884376881284/
Link alternativo para Material de Apoio da disciplina: http://www.sj.ifsc.edu.br/~casagrande/PJI2
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Aluno | A1 | A2 | A3 | REC A1 | REC A2 | REC A3 | AI* | CONCEITO FINAL |
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aluno |
- NP = Não publicado aqui.
Recados Importantes
05/02 Uso da Wiki: A partir dessa data,todo o repositório de material de apoio e referências de nossas aulas passam a usar a Wiki de tele. Para interação fora da sala de aula, acessem nosso grupo do facebook.
05/02 ATENÇÃO: Uma avaliação só pode ser recuperada somente se existir justificativa reconhecida pela coordenação. Desse modo, deve-se protocolar a justificativa no prazo de 48 horas, contando da data e horário da avaliação, e aguardar o parecer da coordenação. O não cumprimento desse procedimento implica a impossibilidade de fazer a recuperação, e assim a reprovação na disciplina.
Material de Apoio
- Apostilas e Tutoriais
- Apostila de Cabeamento Estruturado do Prof. Saul
- Apostila Sobre Planta Externa de Telefonia do Prof. Saul
- Um Tutorial básico sobre CATV
- Um Tutorial básico sobre CFTV
- Um link mais detalhado sore CFTV
- Slides utilizados durante algumas aulas
- Cabeamento estruturado Visão Geral
- Apresentação do básico da norma TIA606 Visão Básica
- Listas de Exercícios
- Vídeos Instrucionais
- Video sobre Cabeamento Estruturado do CPT Parte 1 - Atenção: material disponibilizado somente para ser utilizado como estudo individual - Não usar em sala de aula!
- Video Apresentando uma Visão Geral sobre a Norma técnica NBR14565:2012 Click aqui
- Video Abordando o Cabo UTP - Click aqui
- Video com o Passo a Passo para Montar um Cabo de Rede - Click aqui
- Manuais e outros
- Norma ABNT NBR 14565
- Normas adotadas para Cabeamento Estruturado e Identificação por cores (Norma EIA/TIA-606)Media:Complemento.pdf
- código de cores de cabos telefônicos
- Manual de Instalação de Central TelefônicaMedia:ManualCentralTelefonica.pdf
Diário de aulas PJI2 - 2015-2
02/10 - Introdução a PJI2 - A Última Milha |
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02/10 - Introdução a PJI2 - A Última MilhaApresentação da disciplinaA Última Milha (last mile)
Equipes que concluem o diagrama, desenham o mesmo no quadro para discussão final sobre o tema, enfocando que esse é um tipo de rede de acesso (rede externa de telefonia) que também é utilizada para dar acesso a outros serviços como internet. Diferenciando Rede Externa, Rede Interna e Cabeamento Estruturado
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06/10 - Componentes de Cabeamento Estruturado |
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06/10 - Componentes de Cabeamento Estruturado
A seguir são Apresentados alguns Componentes Passivos de Cabeamento EstruturadoPatch PanelA figura a baixo refere-se a um Patch Panel: O Patch panel é um elemento passivo que permite a conexão entre os cabos vindos de equipamentos ativos, cabeamentos primários e cabeamentos secundários. Apresenta portas no formato modular (RJ45) permitindo a conexão de cabos UTPs, STPs e FTPs com conectores modulares e no painel traseiro apresenta contatos do tipo IDC (Caetano, 2011). O cabo que ficará fixo na porta do patch panel é conectado no painel traseiro e o path cord (cordão de manobra), elemento móvel utiliza os conectores modulares RJ45. Bloco IDC 110A figura a baixo refere-se a um Bloco IDC 110: Possui a mesma função do patch panel, porém não apresenta as portas RJ45. Os cabos dos equipamentos ativos e do cabeamento primário são conectados no corpo do bloco 110 e os cabos secundários nos módulos de conexão colocados sobre o bloco 110, através de instrumento de pressão (Caetano, 2011). Patch CordVeja a Figura abaixo: O patch cord é um cabo que possui em suas extremidades conectores rj-45 macho, nestes conectores são seguidos padrões de montagem que podem ser T568A ou T568B. Tomada RJ45Considere a Figura abaixo: As tomadas RJ45 são utilizadas com os cabos UTP, STP e FTP de 4 pares. Esta tomadas apresentam contados do tipo IDC, para fixação do cabo da rede e conector modular RJ45 fêmea para conexão do cabo do equipamento. Existe uma diversidade de espelhos e suportes para tomadas RJ45 (Caetano, 2011). Conector RJ45Os conectores RJ45 são utilizados para terminação de cabos UTP. Sua montagem exige a crimpagem do conector através de ferramenta apropriada, garantido um bom contato mecânico com o cabo UTP. A norma TIA/EIA 568, apresenta duas especificações de pino/par para a conexão dos conectores modulares (Caetano, 2011). Veja a Figura abaixo: Quando utilizados conectores modulares em cabos STP ou FTP, cabos blindados, os conectores também devem ser blindados. Cabo Categoria 5eVeja a Figura abaixo: O Cabo categoria 5e possui taxa de transmissão máxima para rede Ethernet de 1000 Mbps e 100MHz de Capacidade de BW em 100m.
Cabo Categoria 6aConsidere a Figura abaixo: O Cabo categoria 6a possui taxa de transmissão máxima para rede Ethernet de 10 Gbps e 500MHz de Capacidade de BW em 100 metros.
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09/10 - Elementos Funcionais de Cabeamento Estruturado |
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09/10 - Elementos Funcionais de Cabeamento EstruturadoPreparação para a primeira parte do projeto integrador
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13/10 - Subsistemas de Cabeamento Estruturado e Tipos de Conexão |
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13/10 - Subsistemas de Cabeamento Estruturado e Tipos de ConexãoPreparação para a primeira parte do projeto integrador
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16/10 - Apresentação do Projeto do Semestre e início da execução |
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16/10 - Apresentação do Projeto do Semestre e início da execução
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20/10 - Parte 1- Cabeamento Horizontal |
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20/10 - Parte 1- Cabeamento Horizontal
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23/10 - Parte 1- Cabeamento Horizontal |
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27/10 - Parte 1- Finalização do Cabeamento Horizontal |
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27/10 - Parte 1- Finalização do Cabeamento Horizontal
==Entrada de facilidades:
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03/11 - Parte 1 - Identificação conforme TIA606 |
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03/11 - Parte 1- Entrada de Facilidades
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06/11 - Parte 1 - Identificação conforme TIA606 |
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10/11 - Parte 1 - Instalação de serviços de Voz e Dados |
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10/11 - Parte 1 - Instalação de serviços de Voz e Dados
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13/11 - Parte 1 - Equipamentos Ativos de Rede | ||||||||||||||||||
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13/11 - Parte 1 - Equipamentos Ativos de Rede
Abordagem teórica sobre equipamentos ativos de rede: SWITCHES.RESUMO sobre a abordagem do tema:
A EthernetVeja abaixo o desenho usado por Bob Metcalfe, um dos criadores da Ethernet, para apresentação em uma conferência em 1976. Até hoje esses conceitos se mantiveram na concepção das interfaces de equipamentos ativos conectados por redes locais (LAN), e que portanto são os pontos de convergência nos armários, salas de telecomunicações ou salas de equipamentos de um cabeamento estruturado. Atualmente temos os seguintes elementos em uma rede Ethernet:
Arquitetura IEEE 802Define um conjunto de normas e tecnologias no escopo das camadas física (PHY) e de enlace. A camada de enlace é dividida em duas subcamadas:
Protocolo de acesso ao meio (MAC)Parte da camada de enlace na arquitetura IEEE 802, tem papel fundamental na comunicação entre estações. O MAC é responsável por:
No entanto, nas gerações atuais do padrão IEEE 802.3 (Gigabit Ethernet e posteriores) o CSMA/CD não é mais utilizado. Nessas atualizações do padrão, o modo de comunicação é full-duplex (nas versões anteriores, que operavam a 10 e 100 Mbps, há a possibilidade de ser half ou full-duplex). Se as comunicações são full-duplex, então conceitualmente não existem colisões. Isso se deve ao fato de que nessas novas versões cada estação possui uma via exclusiva para transmitir e outra para receber, portanto não existe mais um meio compartilhado. Interligação de LANs (norma IEEE802.1D)Questões que formaram os desafios de switching:
Pra resolver essas questões a norma IEEE802.1D estabeleceu tecnologias na construção de suas arquiteturas internas de hardware e software. A tecnologia store-and-forward é a que se consolidou, equipando todos os switches atuais, dividindo a tarefa de comutação de pacotes na camada 2 em cinco fases bem distintas. As cinco fases no switchingSegmentação de RedeComo diferentes setores e públicos utilizam a rede para diferentes propósitos, concluiu-se que é apropriado segmentá-la em algumas subredes. Isso possibilitaria facilitar o controle de quem usa a rede, além do policiamento do tráfego. Um exemplo da rede do campus SJ ilustra essa situação: A rede do IFSC - Campus SJ foi segmentada inicialmente em cinco novas subredes, denominadas:
Segmentação físicaA segmentação física é uma solução aparentemente simples e direta. Cada subrede deve ser composta de uma estrutura exclusiva, contendo seus switches e cabeamentos. No entanto, para adotar esse tipo de segmentação, algumas modificações precisarão ser feitas na infraestrutura de rede existente. Observe a estrutura física da rede do campus: Questão para estudar: O que seria necessário fazer para implantar uma segmentação física ? Segmentação com VLANs (Segmentação Lógica)Se a reestruturação pudesse ser efetuada com mínimas modificações na estrutura física (incluindo cabeamento), a implantação da nova rede seria mais rápida e menos custosa. Para isso ser possível, seria necessário que a infraestrutura de rede existente tivesse a capacidade de agrupar portas de switches, separando-as em segmentos lógicos. Quer dizer, deveria ser possível criar redes locais virtuais, como mostrado na seguinte figura: No exemplo acima, três redes locais virtuais (VLAN) foram implantadas nos switches. Cada rede local virtual é composta por um certo número de computadores, que podem estar conectados a diferentes switches. Assim, uma rede local pode ter uma estrutura lógica diferente da estrutura física (a forma como seus computadores estão fisicamente interligados). Uma facilidade como essa funcionaria, de certa forma, como um patch panel virtual, que seria implementado diretamente nos switches. Redes locais virtuais são técnicas para implantar duas ou mais redes locais com topologias arbitrárias, usando como base uma infraestrutura de rede local física. Isso é semelhante a máquinas virtuais, em que se criam computadores virtuais sobre um computador real. Padrão IEEE 802.1qOs primeiros switches com suporte a VLANs as implementavam de forma legada (i.e. não seguiam um padrão da indústria). Isso impedia que houvesse interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes. Logo a IEEE formou um grupo de trabalho para propor mecanismos padronizados para implantar VLANs, dando origem ao padrão IEEE 802.1q. Os fabricantes de equipamentos de rede o adataram largamente, suplantando outras tecnologias legadas (ex: ISL e VTP da Cisco). Com isso, VLANs IEEE 802.1q podem ser criadas usando switches de fabricantes diferentes. Atualmente, a implantação de VLANs depende de switches com suporte ao padrão IEEE 802.1q. Assim, verifique quais dos switches do laboratório possuem suporte a VLAN:
Uma VLAN é identificada por um número, chamado VID (VLAN Identifier), sendo que a VLAN com VID 1 é considerada a VLAN default (configuração de fábrica). Em um switch com suporte a VLAN IEEE 802.1q, cada porta possui um (ou mais ...) VID, o que define a que VLAN pertence. Assim, para criar uma VLAN, devem-se modificar os VID das portas de switches que dela farão parte. Além do VID, a configuração da porta de um switch deve especificar o modo de operação da VLAN:
Esses modos tagged e untagged implicam haver uma forma de um quadro Ethernet informar a que VLAN pertence. Isso é usado para restringir a propagação de quadros, fazendo com que sejam recebidos e transmitidos somente por portas de switches que fazem parte de suas VLANs. O padrão IEEE 802.1q define, entre outras coisas, uma extensão ao quadro MAC para identificar a que VLAN este pertence. Essa extensão, denominada tag (etiqueta) e mostrada na figura abaixo, compõe-se de 4 bytes situados entre os campos de endereço de origem e Type. O identificador de VLAN (VID) ocupa 12 bits, o que possibilita portanto 4096 diferentes VLANs.
O problema dos ciclos (caminhos fechados) em uma rede local ethernetBibliografia associada:
Outros materiais:
Após implantar a nova rede do IF-SC SJ, a equipe da gerência de rede passou a acompanhar seu uso pela comunidade escolar. E um certo dia um aluno acidentalmente pegou um cabo e ligou em duas tomadas de rede em um laboratório (que está na Subrede Pedagógica). Quer dizer, ele fez algo assim com um dos switches da rede:
Apesar de desejável em algumas situações, uma topologia de rede com caminhos fechados, como visto na figura acima, não pode ser instalada sem alguns cuidados. Uma rede como essa ficaria travada devido a um efeito chamado de tempestade de broadcasts (broadcast storm). Isso acontece porque, ao receber um quadro em broadcast, um switch sempre o retransmite por todas as demais portas. Para que a rede acima funcione como esperado, uma ou mais portas de switches precisarão ser desativadas de forma que o caminho fechado seja removido. Ter que fazer isso manualmente tira o sentido de ter tal configuração para tolerância a falhas (e não impede um "acidente" como aquele descrito no início desta secão), por isso foi criado o protocolo STP (Spanning Tree Protocol, definido na norma IEEE 802.1d) para realizar automaticamente essa tarefa. Padrão IEEE802.1ax (anterior IEEE802.1ad) Agregamento de enlaces= Agregação de enlace (bonding ou trunking)O Padrão IEEE802.1ax determina a agregação de enlaces, em que se agrupam interfaces ethernet de forma a parecerem uma única interface. A interface agregada tem prefixo bond, e assim deve ser identificada como bond0, bond1 e assim por diante. A fusão de interfaces mutliplica a capacidade na conexão entre switches de uma rede sem a necessidade de portas específicas de maior velocidade. O exemplo acima cria a seguinte rede: Cascateamento versus EmpilhamentoOs switches ainda possuem uma facilidade em nível físico chamada empilhamento (ou stack) que tem a função de ampliar as capacidades de portas sem comprometer significativamente a latência de pacotes em trânsito (fase forwarding). O mais eficiente, porém com mais custo, é o empilhamento por backplane onde um cabo proprietário de comprimento não maior que 1 metro, é conectado entre portas de entrada e saída específicas para este fim, geralmente na trazeira do switch, formando um anel dos swicthes empilhados. Os switches empilhados se comportam como um só e a gerência deles é muito mais facilitada com um único endereço IP. Já o cascateamento usando portas comuns ou portas específicas de altas taxas (fibra) chamadas UPLINK, mesmo usando o agregamento de link abordado na seção anterior, resolve a questão do congestionamento de toda a transferência de dados oriundas/destinadas aos ramos descendentes destas portas, mas torna-se difícil a gerência de cada switch e a latência além de reduzir o desempenho da rede pode impedir até o funcionamento de algorítimos como o STP.
Questão para estudo e conclusão: Avaliando todo o conteúdo resumido acima, discuta e conclua com a sua equipe, quais os critérios e tipos de segmentação que deveriam ser usados para planejar a distribuição de switches em um projeto de caeamento horizontal.
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