Livro Guia de Certificação Cisco CCNA Data Center

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Conteúdo

Conteúdo ... 2

Sub-Índice de Figuras ... 21

Sub-Índice de Tabelas ... 32

Sobre este Documento ... 35

Objetivo deste Material ... 35

Audiência ... 35

Direitos Autorais & Marcas Comerciais ... 36

COMO ESTE MATERIAL ESTA DIVIDIDO ... 37

Introdução a Redes ... 39

Introdução a Topologia de Redes ... 39

Entendendo topologia Lógica e Topologia Física ... 39

Topologia de Barramento (Bus) ... 39

Topologia de Anel (Ring) ... 41

Topologia em Estrela (Star) ... 42

Topologia em Hibrida ou Arvore (Hybrid or Tree) ... 43

Topologia em Malha (Mesh) ... 43

Topologia em Lógica ... 44

Topologia Shared ... 45

Topologia Token ... 45

Capítulo 2 - Introdução a Família de Switches Cisco para Data Center ... 46

Cisco Nexus 7000 ... 46

Cisco Nexus 7000 4-Slot Switch Chassis ... 47

Cisco nexus 5000 / 5500 ... 48

Cisco Nexus 5548UP Switch ... 49

(3)

Cisco Nexus 5596UP Switch ... 49

Módulos de Expansão para Cisco Nexus 5500 ... 49

Módulos de Layer 3 Daugther ... 49

Cisco Nexus 2000 – Fabric Extenders ... 50

Introdução ao Modelo OSI e TCP/IP ... 51

Overview Sobre Modelos de Referência de Rede ... 51

Modelo de Referencia OSI ... 51

As Sete camadas do Modelo OSI ... 51

Camada 7 – Aplicação (Application) ... 52

Camada 6 – Apresentação (Presentation) ... 53

Camada 5 – Sessão (Session) ... 53

Camada 4 – Transporte (Tranport) ... 54

Camada 3 – Rede (Network) ... 54

Camada 2 – Enlace (Data Link) ... 55

Camada 1 – Física (Physical Link) ... 56

Interação entre camadas do modelo OSI ... 57

Introdução ao Modelo TCP/IP ... 59

História do TCP/IP ... 59

Overview Sobre a Arquitetura TCP/IP ... 60

Camadas do Modelo TCP/IP ... 62

Camada de Aplicação – Modelo TCP/IP ... 64

Camada de Transporte – Modelo TCP/IP ... 65

Entendendo Transmission Control Protocol (TCP) ... 65

Funções do Protocolo TCP ... 66

Características do Protocolo TCP ... 67

Operação do TCP e Fundamentos. ... 68

Sistema de Janela Adaptável com Confirmação de Entrega, Confiabilidade, Controle de Fluxo ... 68

TCP Slow Start ... 69

Portas TCP, Identificação da Conexão ... 70

Operação Básica do TCP, Estabelecimento, Gerenciamento e Finalização de conexões. ... 71

TCP Finite State Machine ... 71

(4)

Função de RESET do TCP ... 74

Função de Finalização (FIN) de Conexões TCP ... 75

Formato das Mensagens TCP ... 75

Introdução a Tecnologia de Camada 2 (Switching) ... 78

Introdução a Redes Lan ... 78

Carrier Sense with Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) ... 78

Endereçamento Ethernet ... 79

Formato do frame Ethernet ... 81

Diferença entre Ethernet II e 802.3 ... 82

Introdução ao Funcionamento de Switching (Learning, Forwarding, Floodind) ... 84

Funções de bridging, – Bridge Transparente ... 84

Aprendizado (LEARNING) ... 85

Inundação (Flooding) ... 86

Encaminhamento (Forwarding) ... 87

Filtro (Filtering) ... 88

Tempo de Descarte (Agging) ... 89

Modos de Switchiing ... 90

Store-And-Forward ... 90

Cut-Through ... 90

Fragment-Free ... 91

Introdução a VLANs, Trunk e 802.1Q ... 92

Utilidade do Uso de Vlan ... 92

Segurança ... 92

Isolamento de Broadcast, mulitcast e unicast desconhecido ... 93

Uso mais eficiente da Banda no Domínio de BroadCast ... 93

Introdução ao Padrão 802.1Q e Trunks ... 93

Encapsulamento 802.1Q ... 97

Campos do Rótulo (TAG) 802.1Q ... 98

Introdução ao protocolo VTP ... 99

VTP Domain ... 99

Modos de Operação do VTP ... 99

VTP Server ... 100

(5)

VTP Transprarent ... 100 VTP off ... 100 Anuncios VTP ... 100 Versões do Protocolo VTP ... 101 VTP Versão 1 ... 101 VTP Versão 2 ... 101 VTP Versão 3 ... 102 VTP Prunning ... 102

Configurando VTP para Switches Catalyst ... 104

Parâmetros Padrões do VTP ... 104 Configuração ... 106 Verificação ... 106 Configurando Versão do VTP ... 107 Verificação ... 107 Configurando VTP Prunning ... 107 Verificação ... 107 Verificação ... 108

Configurando VTP para Switches Nexus (NX-OS) ... 108

Parâmetros Padrões do VTP ... 108

Introdução a Port-Channel ... 111

Modos de Operação do Port-Channel e Protocolos de Controle ... 111

Contingenciamento com Port-Channel ... 112

Interface Lógica do Port-Channel ... 112

Compatibilidade de Configuração entre interfaces membras do Port-Channel ... 113

Port Aggregation Protocol ... 113

Link Aggregation Control Protocol – LACP (802.3ad) ... 113

LACP System Priority ... 114

LACP Port Priority ... 114

Mode ON ... 114

Modos de LoadBalance e Calculo de HASH ... 114

Particularidades de Port-Channel com Nexus 7000 ... 115

Configurações de Port-Channel para Família Switches Cisco Catalyst ... 116

Parâmetros Padrões do Port-Channel ... 116

(6)

Configurando Port-Channel em Camada 3 (Layer 3 Port- Channel) . 118

Verificação ... 119

Configurando Método de LoadBalance ... 119

Configurando LACP System Priority ... 120

Configurando LACP Port Priority ... 120

Configurações de Port-Channel para Família Switches Cisco Nexus (NX-OS) ... 121

Habilitando LACP na Plataforma NX-OS ... 121

Configurando Port-Channel em Camada 2 (Layer 2 Port-Channel) .... 121

Exemplo ... 123

Configurando Método de LoadBalance ... 123

Configurando LACP System Priority ... 123

Configurando LACP Port Priority ... 124

Introdução a o Protocolo Spanning-Tree ... 124

O que é Spanning-Tree e qual sua finalidade ... 124

Como o Protocolo Spanning-Tree Funciona? ... 127

Bridge-ID ... 127

Custo de Caminho - Path Cost ... 128

Root Bridge ... 128

Cálculos de caminho, Porta Root (Root Port), Porta Designada (Designa Ted Port) ... 131

Lógica do Algoritmo do Spanning-Tree 802.1D ... 132

Eleição da Porta Root (Root Port) ... 133

Eleição da Porta Designada (Designated Port) ... 136

Eleição de Portas Bloqueadas (Blocked Ports). ... 137

Cinco Passos de uma interface do Spanning-Tree ... 139

(7)

Tipos de BPDUs ... 140

Configuration BPDU ... 141

Topology Change Notification BPDU (TCN BPDU) ... 142

Mudança de Topologia – Topology Change ... 143

Per Vlan Spanning-Tree Plus (PVST+) ... 151

Configurando Spanning-Tree (PVST+) – Familial de Switches Catalyst ... 152

Padrão de Paramentros PVST+ ... 153

Configurando versão do STP. ... 153

Exemplo ... 154

Desabilitando o Spanning-Tree para Vlan ... 154

Configurando Root Spanning-Tree (Atalho) ... 155

Exemplo ... 155

Configurando Priridade do Bridge-ID ... 155

Exemplo ... 156

Configurando Prioridade de Porta ... 156

Configurando Custo de Interface ... 157

Configurando Temporizadores (hello, forward-delay e Max-age) ... 158

Exemplo ... 159

Rapid-PVST+ (802.1w) ... 159

Topologia STP mais utilizadas ... 159

Rapid PVST+ BPDUs ... 161

Função da Porta (Port Role) no Rapid-PVST ... 162

Estado das Portas (Port State) no Rapid-PVST ... 163

Configurando Rapid-PVST (802.1w) para Famila de Switches Catalyst e Nexus. ... 164

(8)

Configurando Temporizadores, Custos e Prioridade ... 165

Exemplo ... 165

Introdução Endereçamento IP ... 166

Cabeçalho do IPv4 ... 166

Introdução a Endereçamento IPv4, Subnet, Supernet e CDIR ... 169

Operação AND IPv4 ... 170

Redes Classfull ... 172

Classe A - Redes com grande capacidade de hosts ... 172

Classe B - Redes com média capacidade de hosts ... 173

Classe C - Redes com pouca capacidade de hosts ... 173

Endereço de Rede ... 174

Endereço de Broadcast ... 174

Endereço de Utilizaveis para Endereçar Equipamentos ... 174

Redes Classless ... 175

Entendendo Subnets ... 175

Subnets em IPv4 ... 176

Calculos de Subnets (It is all about the bits…rs !!!) ... 176

Convertendo de Decinal para Binário ... 177

Convertendo de Binário para Decimal ... 178

Calculos de Supernet, Sumarização ... 180

Orgão de Registro de IPs – IANA, RIRs, NIRs, LIRs e ISPs ... 181

RFC 1918 – Range de IPv4 Privados ... 183

Introdução a IPv6 ... 183

Representação do Endereçamento IPv6 ... 184

Tipos de Endereços em IPv6 ... 188

IPv6 - Global unicast ... 189

Local Unicast Address ... 190

Site Local Address ... 191

Endereço Anycast ... 191

Multicast Address ... 192

Cabeçalho do Protocolo IPv6 ... 194

Cabeçalhos Extendidos do IPv6 – Extensions Header ... 195

ICMPv6 ... 197

(9)

Mensagens NDP ... 198

Processo de configuração automático de Endereço IPv6 – Autoconfiguration Address. ... 199

Processo de Detecção de IPv6 duplicados - Duplicate Address Detection ... 200

Neighbor Address Resolution ... 201

Privacidade de Endereços em IPv6 ... 202

Neighbor Unreachability Detection ... 202

Configurando IPv6 para Switches Catalyst ... 203

Configurando IPv6 para Switches Device Template (SDM) ... 203

Exemplo: ... 204

Habilitando Roteamento IPv6 em Switches Catalyst ... 204

Exemplo: ... 205

Configurando Endereço IPv6 em Interfaces ... 205

Exemplo: ... 206

Configurando IPv6 para Switches Nexus ... 206

Configurando Endereço IPv6 em Interfaces ... 206

Exemplo: ... 207

Fundamento de Data Center ... 209

O que é um Data Center? ... 209

Requerimentos de um Data Center ... 209

Instalações em Data Center ... 210

Arquitetura de Redes para Empresas – Data Center ... 211

Arquitetura de Redes para Provedores de Serviço – Data Center ... 212

Modelos de Arquitetura de Sistemas ... 212

Arquitetura de Rede para Data Center ... 214

Camada de Borda de Internet (Internet Edge) ... 216

Camada de Core ... 216

Camada de Agregação ... 216

(10)

Camada de Processamento Frontal (Front-End) ... 217

Camada de Lógica da Aplicação ... 218

Camada de Back-End ... 218

Camada de Armazenamento (Storage Area Network – SAN) ... 219

Camada de Transporte Entre Data Centers ... 219

Topologias de Rede para Data Center ... 220

Design Camada 2 e 3 na Agregação ... 220

Topologia Collapse Core ... 222

Nova Era de Tecnologias de Data Center ... 224

Virtual Port-Channel ... 225

Porque Utilizar o VPC? ... 226

Virtual Port-Channel Domain – VPC Domain ... 227

Virtual Port-Channel Peers – VPC Peers ... 227

Virtual Port-Channel Peer Keapalive ... 228

Virtual Port-Channel Peer-Link – VPC Peer-Link ... 230

Virtual Port-Channel Member Port – VPC Member Port ... 232

Vlan e SVI pertencentes ao VPC ... 233

Padrão de encaminhamento de trafego e Prevenção de Loops em VPC ... 234

Processo de Checagem de Configuração do VPC ... 236

Exemplo: ... 238

Exemplo: ... 239

Processo de Convergencia Falha VPC Peer-Link ... 241

Processo de Convergencia Falha VPC Primário ou Operacional Primário ... 242

Processo de Convergencia de uma interface Membra do VPC ... 243

Virtual Port-Channel Orphan Ports ... 246

Configurando VPC ... 247 Parâmetros Padrões do VPC ... 247 Exemplo ... 249 Configurando VPC Peer-Link ... 250 Configuração ... 250 Verificação ... 250 Exemplo ... 250

(11)

Configuração ... 250

Configurando interface membra do VPC ... 251

Exemplo ... 252

Manualmente configurando VPC Domain MAC ... 252

Exemplo ... 252

Configurando VPC System Priority (LACP) ... 253

Exemplo ... 253

Configurando VPC Device Role ... 253

Exemplo ... 254

Introdução a FabricPath ... 255

Evolução de redes de camada 2 – Ethernet ... 256

Beneficios do FabricPath ... 257

Arquitetura do FabricPath ... 258

Interfaces do FabricPath ... 259

Vlans Em Fabric Path ... 259

Fluxo de Dados em uma Rede com FabricPath ... 259

Encapsulamento FabricPath ... 260

Decisão de encaminhamento de tráfego no FabricPath ... 262

Alocação de Switch-ID ... 262

FabricPath IS-IS ... 262

Tabela de Roteamento Unicast do FabricPath ... 263

Multidestination Tree ... 263

Conversational MAC ... 263

Spanning-Tree e Fabric Path ... 270

Configurando FabricPath Familia de Switches Nexus (NX-OS) ... 271

(12)

Instalação e Ativação Feature Set Fabric Path ... 271

Instalando Feature Set Fabric Path ... 271

Habilitando Feature Set Fabric Path ... 272

Permitindo a funcionalidade FabricPath em um determinado VDC. ... 272

Modelo Configuração Inicial FabricPath Consolidada Nexus 7000 ... 273

Configurando Interfaces no FabricPath Core Port ... 273

Configurando Vlan para modo FabricPath ... 274

Configurando Switch como Root do STP ... 275

Configurando o Modo de LoadBalance para Unicast ... 275

Exemplo ... 277

Comandos Importantes para verificação do FabricPath ... 277

Introdução a Virtual Device Context – VDC ... 278

Arquitetura do VDC ... 278

Kernel e Infraestutura de Camada ... 278

Tipos de VDC ... 279 VDC no Nexus 7000 ... 279 Comunicação Entre VDCs ... 280 Storage VDC ... 281 Recursos para VDC ... 281 Recurso Físico ... 281 Templates em VDC ... 283 Arquivos de Configuração do VDC ... 283 Gerenciamento dos VDCs ... 283 Modos de Configuração de VDC ... 284 Gerenciamento de VDC ... 284

Quantidades de VDCs suportados por Supervisoras/Licenças do Nexus 7000. ... 285

Configurando Virtual Device Conext – VDC ... 286

Configurando VDC Admin Nexus 7000 ... 286

Cirando um Novo Admin VDC ... 286

(13)

Apos migrado para VDC Admin sem utilizar a opção migrate ... 287

Migrando VDC Default utilizando a opção Migrate ... 288

Após Migrado com opção Migrate ... 288

Criando Templates de Recursos para VDC ... 288

Verificação ... 291 Criando VDC ... 291 Verificação ... 292 Inicializando um VDC ... 293 Verificação ... 293 Exemplo Criação VDC ... 293

Exemplo de Configuração de um VDC Default ... 294

Exemplo de Configuração de um VDC Não Default ... 295

Comandos Úteis para Administrar VDC ... 296

Introdução a Overlay Transport Virtualization - OTV ... 297

Fundamentos de OTV ... 297

OTV Overlay Network ... 298

Rede Overlay e Grupos de Multicast ... 299

Fluxo de Frames no OTV ... 299

Mobilidade de MAC em OTV ... 300

Multiplas Redes Overlay ... 300

Sites Multihomed no OTV ... 301

Adjacencia Dual no OTV ... 302

Configurando Overlay Transport Virtualization - OTV ... 303

Habilitando OTV ... 303

Exemplo ... 303

Configurando Interface Overlay ... 303

Exemplo ... 304

Configurando Endereço de Grupo Multicast ... 304

Exemplo ... 304

Associando a Interface Join na Interface Overlay ... 305

(14)

Exemplo ... 305

Extendendo Vlan na interface Overlay ... 305

Exemplo ... 306

Configurando Site Vlan e Identificador de Vlan ... 306

Exemplo ... 307

Exemplo de Configuração de OTV Completa ... 308

Introdução a Storage Networks ... 309

Evolução das tecnologias SAN ... 309

Direct Attached Storage: DAS ... 309

Network Attached Storage: NAS ... 310

Storage Area Network – SAN ... 311

Tecnicas de I/O ... 311

Caminho físico de I/O da CPU para o sistema de armazenamento .... 312

Small Computer System Interface – SCSI ... 313

Limitações do Barramento SCSI ... 315

Introdução a Fiber Channel ... 316

Fundamentos de FIber Channel ... 316

Topologias em Fiber Channel ... 318

Topologia Ponto a Ponto Fiber Channel ... 318

Topologia arbitrated loop ... 319

Topologia Fabric ... 320

Host Bus Adapter – HBA ... 321

Fundamentos da Topologia Fabric em Fiber-Channel ... 321

SCSI sobre Fiber Channel ... 321

Relação um a um em SCSI ... 322

Nomenclatura de Portas/Interface em Fiber Channel ... 322

Camadas do Fiber Channel ... 326

FC-0 – Camada Física ... 326

FC-1 – Codificação ... 327

FC-2 - Tranferencia de Dados ... 328

(15)

FC-2 – Classes de Serviço - Service Classes ... 330

FC 3 – Serviços em Comum – Common Services ... 332

FC-3 – Endereçamento ... 333

FC-3 – Serviços do Fabric – Fabirc Services ... 333

FC4 – Protocolos de Camada Superior - Upper Layer Protocolos ... 335

Virtual SAN (VSAN) ... 336

Zones ... 338

Basic Zoning ... 341

Enhanced Zoning ... 341

Comparação entre Basic Zone e Enhanced Zone ... 342

Configurando Fiber Channel – Familia Cisco MDS ... 343

Configurando Fiber Interfaces ... 343

Estados Adminstrativo de Interfaces Fiber Channel ... 343

Estados Operacional de Interfaces Fiber Channel ... 344

Habilitando Interfaces Fiber Channel ... 344

Exemplo ... 346

Configurando o modo de operação da interface ... 346

Exemplo ... 346

Configurando o modo padrão para F ... 347

Exemplo ... 347

Configurando Velocidade da Interface ... 347

Exemplo ... 348

Configurando Descrição na interface ... 348

Exemplo ... 348

Configurando Dono da interface ... 349

Exemplo ... 349

Configurando o Led Beacon ... 349

(16)

Exemplo ... 350

Configurando parametros padrão para interface ... 350

Exemplo ... 351

Configurando trunk em interfaces ... 351

Configurando Cisco PCP Trunking Protocol ... 352

Exemplo ... 352

Configurando F Port como Trunking ... 353

Exemplo ... 353

Configurando Lista de Vlans permitidas em Trunk ... 354

Exemplo ... 354

Exemplo de commandos de verificação de interface e Trunk ... 354

Configurando Virtual SAN (VSAN) ... 355

Exemplo ... 356

Atribuindo uma interface a Virtual SAN (VSAN) ... 356

Exemplo ... 357

Configurando método de loadbalance para VSAN ... 357

Verificação ... 358 Exemplo ... 358 Configurando Zones ... 358 Verificação ... 359 Exemplo ... 359 Configurando Zoneset ... 360 Exemplo ... 360

Exemplo Configuração Inline ... 360

Ativando o ZoneSet Utilizando Basic Zone ... 361

Exemplo ... 361

(17)

Exemplo ... 361

Configurando Distribuição de Full Zone em Basic Zone ... 361

Exemplo ... 362

Configurando o Active ZoneSet para o FullzoneSet ... 362

Exemplo ... 362

Deletando o banco de dados de zones ... 363

Exemplo ... 363

Principais comandos de Verificação ... 363

Habilitando Enhanced Zone para uma VSAN ... 363

Exemplo ... 364

Efetuando commit no Enhanced Zoning ... 364

Exemplo ... 364

Mais Exemplo: ... 364

Exemplo de Configuração de Zone método normal ... 364

Exemplo de Configuração de Zone método Inline ... 365

Exemplo de configuração de Zone usando FC-Alias. ... 365

Introdução a Unified Fabirc ... 367

Vantagens da Consolidação de I/O (Ethernet e Fiber Channel ... 368

FCoE Initialization Protocol (FIP) ... 371

Formato do Frame FCoE ... 372

Data Center Bridge Exchange Protocol – DCBX ... 372

Lossless Ethernet ... 372

Priority Flow Control (PFC) ... 372

Configurando FCoE ... 373

Configurando FCoE Para Nexus 7000 ... 373

Instalando Licensa FCoE em Nexus 7000 ... 373

Instalando Feature-set FCoE para Nexus 7000 ... 375

Exemplo Instalando FCoE ... 375

Alterando a política de QoS para Habilitar FCoE ... 376

Exemplo: ... 377

Licenciando o Modulo para ser utilizado com FCoE ... 377

(18)

Criando Storage VDC para Nexus 7000 ... 378

Exemplo ... 378

Alocando Vlan para o Storage VDC - Nexus 7000 ... 379

Exemplo ... 379

Alocando interface para Sotrage VDC ... 379

Exemplo ... 380

Exemplo de configuração Geral para ativar VDC Storage com FCoE 380 Configurando FCoE no VDC Storage ... 381

Acessando o VDC ... 381

Exemplo ... 382

Habilitando as funcionalidades dentro FCoE ... 382

Exemplo ... 383

Configurando VSAN, VLAN e Fazendo o Mapeamento ... 383

Exemplo ... 383

Configurando Virtual Fiber Channel Interface ... 384

Exemplo ... 385

Associando a interface Virtual Fiber Channel a uma VSAN ... 385

Exemplo ... 385

Exemplo De Configuração Geral VFC, VSAN e VLAN ... 386

Introdução a Cisco Unified Computing System - UCS ... 387

Responsabilidade Ambiental ... 387

Virtualização ... 387

Consumo de Energia Elétrica e Ar Condicionado. ... 388

Cabeamento ... 388

Evolução dos Data Centers ... 388

Servidores Stand Alone ... 388

Scaled-UP ... 389

(19)

Servidores Rack-optimzed ... 389

Servidores Blade ... 390

Virtualização ... 390

Desenvolvimento e implementação de servidores nos dias atuais. .... 392

Unified Computing System (UCS) ... 393

Componentes do UCS ... 394

Fabric Interconnect ... 394

IO Modules / Cisco UCS Fabric Extenders ... 396

Cisco UCS Blade Server Chassis ... 397

Esquema de conetividade do Cisco UCS Blade Chassis ... 399

Esquema de conetividade Adapter Card / Mezzanine Cards ... 400

Esquema de conetividade Backplane Ethernet / 10BaseKR ... 402

Esquema de conetividade IOM / FEX ... 403

Modelos de IOM/FEX ... 404

Configurando Cisco UCS ... 412

Introdução ao Nexus 1000V ... 414

Mudanças no Escopo de time de especialistas em Data Center ... 414

Componentes do Nexus 1000v ... 417

Virtual Supervisor Module (VSM) ... 417

Virtual Ethernet Module ... 417

Modo de controle em camada 2 ou camada 3 – Layer 2 / Layer 3 Control Mode ... 419

Detalhando modo de operação em Camada 3 ... 419

Interfaces e Vlans de controle do Nexus 1000v ... 419

Comunicação entre VSM e VMware vCenter ... 420

Nexus 1000v Extension Key Plugin ... 420

System Port Profiles and System VLANs ... 421

System Port Profile ... 421

System Vlan ... 421

Topologias de Referencia de Control e Packet Vlan ... 422

Control e Packet Vlan na mesma Vlan ... 422

Control e Packet vlan em Vlans separadas ... 423

(20)

Instalando Nexus 1000v Manualmente - Release 4.2(1)SV2(2.1x)

Series ... 424