Nível de ligação - Tópicos

(1)

RC‐LTIC

Nível de ligação - Tópicos



Introdução e serviços



Protocolos de acesso ao meio



Endereçamento do nível de ligação



Tecnologia Ethernet



Switches e VLANs

5‐40

Módulo 5

Hubs

(repetidores)

• Um hub é um simples repetidor de sinal no nível físico

– Os bits que chegam a uma interface são “copiados” para todas as outras interfaces

– Se receber tramas simultaneamente em duas interfaces, isso significa que há uma colisão

– O hub não tem tampões (buffers) para armazenar tramas – O hub não executa o protocolo CSMA/CD

Cabo de par entrançado hub

(2)

RC‐LTIC

Switch

(comutador)

• Dispositivo do nível de ligação de dados, mais

“inteligente” que um hub: tem um papel ativo

– Armazena e reenvia tramas Ethernet

– Examina os endereços MAC nas tramas que chegam para reenviar de forma seletiva para uma ou mais ligações de saída – Usa o CSMA/CD no acesso à ligação de saída (embora não seja

necessário no caso de ligações full-duplex)

• Transparente

– Os nós não sabem (e não precisam de saber) que estão ligados a switches

• Plug-and-play, auto-aprendizagem

– Os switches não têm de ser configurados, vão obtendo e guardando informação à medida que recebem tramas

5‐42

Módulo 5

• Cada nó está diretamente

ligado ao switch, com ligação

dedicada

• O switch armazena pacotes

• O protocolo Ethernet é

usado em cada ligação, mas

não há colisões; full duplex

– Cada ligação é um domínio de colisão distinto

• Switching:

A-para-A’ e

B-para-B’ em simultâneo, sem

colisões

– Isto não é possível com um hub

A A’ B B’ C C’

switch com 6 interfaces (1,2,3,4,5,6) 1 2 ₃ 4 5 6

Switch

:

(3)

RC‐LTIC

• P: como é que o switch sabe que deve usar a interface 4 para aceder a A’, e a interface 5 para aceder a B’?

• R: cada switch tem uma tabela de comutação, na qual cada entrada tem:

– Endereço MAC de um nó – Interface para aceder ao nó – Estampilha temporal

• Semelhante a tabela de routing

• P: como é que são criadas e mantidas as entradas na tabela de comutação?

– Será de forma semelhante a um protocolo de encaminhamento?

• R: Auto-aprendizagem

Tabela de comutação (switch table)

5‐44 A A’ B B’ C C’

switch com 6 interfaces (1,2,3,4,5,6) 1 2 ₃ 4 5 6 Módulo 5

• Um switch

aprende

os nós

(endereços MAC dos nós)

que podem ser acedidos

através de cada interface

– Quando recebe uma trama, “aprende” a localização do emissor, sabe que está na ligação de entrada

– Regista o par emissor/interface na tabela de comutação

A A’

Origem A Destino: A’

MAC addr interface TTL

Switch table (inicialmente vazia) A 1 60

Switch: auto-aprendizagem

A A’ B B’ C C’ 1 2 ₃ 4 5 6

(4)

RC‐LTIC

Switch

: como filtrar/reenviar?

Quando recebe uma trama:

1. Regista interface associada ao nó emissor

2. Procura entrada na tabela com end. MAC de destino

3. Se encontra entrada

então {

se interface for a mesma de onde chegou a trama

então descarta a trama

senão reenvia trama através da interface indicada

}

senão

reenvia p/ todas as interfaces exceto a de origem

5‐46

Módulo 5

Interligação de switches

• Os switches podem ser interligados (normalmente

em árvore)

A B



P:

envio de A para G – como é que S

₁

sabe como

reenviar trama destinada a G através de S

₄

e S

₃

?



R:

auto-aprendizagem! (exatamente da mesma

forma que no caso de um único switch!)

S₁ C D E F S₂ S₄ S₃ H I G

(5)

RC‐LTIC

• São ambos dispositivos

que armazenam e

reenviam tramas

– routers: dispositivos de nível de rede (“olham” para cabeçalhos de nível de rede) – Switches: dispositivos de nível de ligação (examinam cabeçalhos de nível de ligação)

• Os routers têm tabelas

de routing e executam

algoritmos de routing

• Os switches têm

tabelas de comutação e

executa, algoritmos de

aprendizagem

aplicação transporte rede ligação físico rede ligação físico ligação físico switch datagrama trama trama trama datagrama

Switches

vs. Routers

5‐48 aplicação transporte rede ligação físico router Módulo 5

• Porto coletor (trunk port):

transporta tramas entre

VLANs definidas em vários switches

– As tramas enviadas através deste porto coletor não podem ser tramas normais, pois têm de ter uma indicação da VLAN a que pertencem

– É usado um protocolo especial (802.1Q) que adiciona um cabeçalho adicional nas tramas enviadas através deste porto

1 8 9 10 2 7

…

Dep. Física (portos VLAN 1-8) Dep. Informática (portos VLAN 9-15) 15

…

2 7 3

Portos 2,3,5 pertencem à VLAN do DI Portos 4,6,7,8 pertencem à VLAN do DF

5 4 6 8 16

1

(6)

RC‐LTIC

Type = 0x0800 (IPv4)

Identificador de protocolo com 2 bytes (valor: 0x8100 – 802.1Q)

Informação de controlo com 2 bytes (inclui identificador de VLAN com 12 bits)

CRC recalculado Trama Ethernet normal Trama Ethernet do tipo 802.1Q (VLANs)

Formato de tramas 802.1Q VLAN

5‐50

Type = 0x0800 (IPv4)

Módulo 5

Módulo 5 – Sumário: Switches e VLANs

Ao concluir o estudo deste tema deverá ter capacidade para: • Distinguir um hub de um switch

• Distinguir um switch de um router

• Descrever o algoritmo de auto-aprendizagem de um switch • Caracterizar uma rede com VLANs usando vários switches