LAN Comutada

1 PARTE 1 - Processos básicos e estado das Portas de um Switch

IMPORTANTE ANTES DE SEGUIR COM OS PRÓXIMOS CONTEÚDOS

• Crie uma conta na netacad da CISCO e após acesso, vá na opção "Recursos" e "baixar Packet Tracer". Caso sua versão seja Linux, especialmente o UBUNTU 16.04 ou superior, use os seguintes comandos para instalar o PacketTracer:

1. sudo dpkg -i CiscoPacketTracer_821_Ubuntu_64bit.deb.
2. sudo apt update; sudo apt upgrade
3. sudo apt -f install para instalar outros pacotes necessários que eventualmente estejam faltando para completar a instalação.

1.1 Funcionamento Básico de um Switch

Funcionamento básico de um Switch - Leia somente até a seção Combinando Comutadores (Combining Switches). Compreenda bem os seis processos básicos e estados de portas no tratamento de frames em nível de camada dois, à luz do padrão IEEE802.1D:

1. Learning
2. Flooding
3. Filtering
4. Forwarding
5. Aging
6. Blocking

1.2 Demonstração Fases e Estados de Portas do SW com Packet Tracer

Siga as orientações do professor na construção de uma LAN com somente quatro PCs conectados em um SWITCH e um HUB no Packet Tracer. Neste cenário, através do padrão IEEE802.1D, será possível responder as seguintes questões colocadas no objetivo da aula:

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 ?

1.3 EXERCÍCIO DESAFIO - Demonstração das fases do SWITCH com PACKET TRACER em subredes diferentes

Similarmente a execução do cenário da demonstração acima de LAN com o Packet Tracer colocado em aula, realize agora um novo cenário de LAN abaixo que possui um router Cisco modelo 1941 segmentando a LAN em duas subredes (com IP de rede diferente). Da mesma forma, como realizado na simulação em sala de aula, demonstrando o padrão IEEE802.1D, identifique cada uma das cinco operações básicas de um switch, no cumprimento de sua função em TODA a LAN, agora segmentada em nível de subredes e encontre respostas para as mesmas questões anteriores para esse novo cenário.

2 PARTE 2 - Protegendo a rede com Spannig Tree Protocol (STP) - IEEE802.1d

O problema dos ciclos (caminhos fechados) em uma rede local ethernet. LEIA a Bibliografia associada:

• Capítulo 15 do livro "Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 3a ed.", de Behrouz Forouzan.
• Capítulo 5 do livro "Redes de computadores e a Internet, Uma abordagem Top-Down. 5a edição, de James Kurose.
• Capítulo 4 do livro "Redes de Computadores, 4a ed.", de Andrew Tanenbaum.

2.1 Outros materiais

• STP na Wikipedia

Após implantar uma rede LAN, é muito provável que em um certo dia alguém acidentalmente manobre um cabo ligando duas tomadas de rede em uma mesma sala ou equipamentos. Quer dizer, algo que fosse equivalente a interligar duas portas de um switch da rede assim:

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:

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.