Configuração de VLANS em ambientes CISCO

Configurac¸˜ao de VLANS em ambientes CISCO

1_{Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas (FATEC - Senac)} Rua Gonc¸alves Chaves, 602 Centro

Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores

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Abstract. This article aims to document the use and implementation of the use of VLANs in Cisco environments. It demonstrated a practical scenario involving the use of technical implementation of VLANs to control broadcast network. Resumo. Este artigo visa documentar o uso e a implementac¸˜ao do uso de Vlans em ambientes CISCO. ´E demostrado um cen´ario pr´atico envolvendo o uso de t´ecnicas de implementac¸˜ao de vlans para o controle de broadcast na rede.

1. Introduc¸˜ao

Para compreender melhor o uso de VLAns ´e necess´ario entender um pouco como ´e a es-trutura LAN (Local Area Network) que ´e constituido por um ´unico dom´ınio de broadcast, hubs, switches e pontes interligados no mesmo meio f´ısico ou interligados entre n´os. Os n´os finais podem se comunicarem sem o uso de roteadores.A comunicac¸˜ao entre as lans ´e feita atrav´es de um roteador.

Como as LANs (Local Area Network) se espandem rapidamente precisamos de um roteador para tornar poss´ıvel a conex˜ao entre os dispositivos, com isso s˜ao necess´arios um numero maior de roteadores para separar o n´umero de broadcast e dominios de colic¸˜ao, assim fornecendo conectividade entre as LANs.

Os switches usando VLANs criam a mesma divis˜ao da rede em dominios de broadcast separados, O principal objetivo de implementac¸˜ao de uso de VLANs, ´e a diminuic¸˜ao do n´umero de broadcast em uma rede local. Assim com o uso de switches ´e uma soluc¸˜ao de baixo custo.

Existem v´arios beneficios em relac¸˜ao a implementac¸˜ao de VLANs: • Reduc¸˜ao do tamanho e o aumento do n´umero de broadcast ;

• Agrupamento l´ogico de usu´arios e de recursos conectados em portas administrati-vamente definidas no switch;

• Aumento das opc¸˜oes de seguranc¸a; • Flexibilidade e escalabilidade.

2. Conceitos

Todos o dispositivos de uma VLAN (Virtual Local Area Network) s˜ao membros do mesmo dominio de broadcast, se uma estac¸˜ao transmitir um broadcast todos os dispositi-vos membros da VLAN receber˜ao o broadcast. Uma VLAN ´e uma subrede ou segmento l´ogico formado por determinados membros. Dispositivos podem estar em qualquer ponto do bloco de switch, para isso ´e necess´ario um roteador para fazer a comunicac¸˜ao entre as VLANs.[Fillipetti 2008]

2.1. Associac¸˜oes a VLANs

A atribuic¸˜ao de uma VLAN pode ser feita atr´aves de portas. Denominadas VLANs est´aticas ou adicionadas atraves do enderec¸o mac.Denominadas VLANS Dinˆamicas.

H´a dois M´etodos de atribuic¸˜ao de VLANs: • VLANs Dinˆamicas

S˜ao criadas atrav´es do uso de software. Com um Servidor de Pol´ıticas de Gest˜ao VMPS (VLAN Management Policy Server), um administrador pode atribuir portas do switch para VLANs dinamicamente com base em informac¸˜oes como o enderec¸o MAC de origem do dispositivo conectado `a porta ou o nome de usu´ario usado para autenticar-se no dispositivo.

• VLANs Est´aticas

Atribuic¸˜oes a VLANs est´atica s˜ao criadas atrav´es da atribuic¸˜ao de portas para uma VLAN. Quando um dispositivo entra na rede, o dispositivo automaticamente assume a VLAN a porta. Se o usu´ario alterar portas e precisar de acesso `a mesma VLAN, o administrador de rede deve manualmente fazer uma atribuic¸˜ao de porta a VLAN para a nova conex˜ao.

2.2. Tipos de Enlaces

H´a dois tipos de enlases em um ambiente com switches:[Karen 2003] enlase de tronco e enlase de acesso.

• Enlace de acesso.

Um enlase de acesso participa de apenas uma ´unica VLAN, qualquer dispositivo conec-tado a uma porta n˜ao sabe a qual VLAN pertence, ele apenas assumira que faz parte de um dom´ınio de broadcast, sem entender qual ´e sua real topologia da rede, dispositivos conectados a links de acesso n˜ao podem se comunicar com outras vlans a n˜ao ser que um roteador fac¸a o roteamento de pacotes.

• Enlace de tronco.

Uma VLAN de tronco pode carregar v´arias VLANS, costuma-se utilizar os enla-ses de tronco para conectar switches a outros switches ou switches a roteadores. A cisco suporta tanto portas Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet.

O processo de entroncamento de links permite que vocˆe torne uma ´unica porta de um switch parte de multiplas vlans simultaneamente.

Caso os links entre switches n˜ao sejam entroncados, por padr˜ao seram transpor-tados apenas pela VLAN 1 (chamada de VLAN default), Ao se criar uma porta de trans-porte, informac¸˜oes de todas as vlans s˜ao transportadas atr´aves dela.

2.3. Operac¸˜ao VTP (VLAN Trunking Protocol):

Um dominio VTP (VLAN Trunking Protocol)´e formado por um ou mais dispositivos interconectados que compartilham o mesmo nome de dominio VTP. Para permitir que o protocolo VTP gerencie as VLANs existentes na rede, ´e necess´ario a criac¸˜ao de um servidor VTP.

Entre as principais vantagens da implementac¸˜ao do sistema VTP s˜ao: • Reduc¸˜ao do tamanho e o aumento do n´umero de broadcast;

• Permite que administradores deletem, adicionem e renomeiem VLANs ,sendo es-tas alterac¸˜oes automaticamente propagadas para todos os switches;

• prevˆe configurac¸˜ao de vlan consistente entre todos os switches pertencentes do mesmo dom´ınio;

• Permite a adic¸˜ao plung-and-play de VLANs. Modos de operac¸ao VTP

Vocˆe pode configurar um switch da fam´ılia catalyst para operar em qualquer um dos sequintes modo de VTP:

• Server(servidor)

No modo VTP server, vocˆe pode criar, alterar e excluir VLANs. Os servidores VTP anunciam a sua configurac¸˜ao para os outros switches no mesmo dom´ınio VTP, tendo como base os an´uncios recebidos atrav´es de enlases tronco.

• Client(cliente)

Os clientes VTP comportam-se da mesma que os servidores VTP, mas n˜ao pode criar, alterar ou excluir VLANs em um cliente VTP. Os clientes VTP recebem os an´uncios que foram configurados do servidor VTP.

2.4. Roteamento entre VLANs:

Um roteador torna-se necess´ario quando uma estac¸˜ao de trabalho precisa se comunicar com outras VLANs.

H´a dois tipos de comunicac¸˜ao entre vlans : • O protocolo ISL (inter-switch Link):

Protocolo propriet´ario da cisco ´e usado para inter-conectar dois dispositivos com capaci-dade de VLAN Fast Ethernet e Gigabit Ethernet, somente.

Entre as vantagens do ISL est˜ao a baixa lˆatencia e a velocidade limitada ao meio f´ısico em uso. Lembre-se que o ISL ´e um m´etodo externo de identificac¸˜ao, ou seja, o frame original n˜ao ´e alterado, sendo apenas encapsulado por um cabec¸alho ISL cujo comprimento ´e 26 bytes.

Deve se ressaltar que switch mais novos da cisco n˜ao suportam mais o protovolo ISL, suportando somente o IEEE 802.1q.

• O protocolo IEEE 802.1Q

Criado pelo IEEE (Instituto de Engenheiros El´etricos e Eletrˆonicos) para ser o metodo padr˜ao, esse metodo insere um campo especifico dentro do Frame para identificac¸˜ao de cada VLAN.

´

E o protocolo Padr˜ao hoje utilizado pelos switches da cisco, O formato de indentificac¸˜ao de quadros IEEE 802.1Q fornece um met´odo padr˜ao para identificar qua-dros que pertencem a determinadas VLAN. A tabela 1 explica os comandos necess´arios para a configurac¸˜ao das VLANs.

Tabela 1. Comandos do switch de acesso

Comandos Descric¸˜ao

enable Entra em modo previlegiado.

interface Seleciona a interface a ser configurada. vtp domain[nome] define o nome de dom´ınio VTP.

vlan [numero] cria uma vlan.

name Associa um nome a vlan criada.

switch mode trunk Adiciona modo trunk a interface sele-cionada.

show vlan Mostra a VLANs que estiverem

confi-guradas no switch.

vtp password Define uma senha para o dominio VTP. vlan database Entra em modo de configurac¸˜ao VTP. switchport mode trunk configura a porta para modo trunk. encapsulation dot1q Define o protocolo de roteamento. interface fastethernet

0/0.1

Define uma subinterface.

show trunk exibe informac¸˜oes sobre portas portas-tronco.

switch mode acess Entra em modo para adicionar vlans a porta.

switch acess Vlan Define a qual vlan deve ser adicionadas as portas.

3. Desenvolvimento:

Todos o dispositivos de uma vlan s˜ao membros do mesmo dominio de broadcast, se uma estac¸˜ao transmitir um broadcast todos os dispositivos membros da Vlan receber˜ao o broadcast. Uma VLAN ´e uma subrede ou segmento l´ogico formado por determinados membros. Dispositivos podem estar em qualquer ponto do bloco de switch, para isso ´e necess´ario de um roteador para fazer a comunicac¸˜ao entre as VLANs.

3.1. Rede Atual:

A figura 1 ilustra uma rede com v´arios problemas, entre os principais problemas s˜ao destacados:

• Existe apenas um dom´ınio de broadcast; • A seguranc¸a da rede ´e baixa;

• Com o aumento do numero de host o tr´afego ira pior, por haver um unico dominio de broadcast;

• O aumento de falhas na rede pode ser maior.

O cen´ario atual, contem 4 switches, com o numero de hosts ´e grande e por possuir v´arios setores, para que os dados e arquivos entre os setores n˜ao fiquem a disposic¸˜ao de qualquer pessoa, uma soluc¸˜ao dada para a empresa, fazer a implementac¸˜ao de VLANs.

Assim a seguranc¸a dos dados ´e maior e sendo assim mais f´acil a manutenc¸˜ao em casos de falha na rede e somente os usu´ario pertencentes a determinada VLAN teram acesso a ela.

3.2. Plano de Enderec¸amento(VLSM)

Para implementar o uso de VLAN, deve-se criar 6 redes menores, para ser poss´ıvel, ´e necess´ario fazer o uso de VLSM dividindo a rede em sub-redes, assim o desperd´ıcio de ips ser´a menor, que vocˆe usar uma rede /24 inteira para cada VLAN criada.

Como o enderec¸amento existente na rede atual 10.10.30.0/24, sera utilizado o mesmo enderec¸amento e dividir a rede em v´arias subredes para a implementac¸˜ao de VLANs, de acordo com o numero de hosts existentes em cada setor da empresa.

• Setor veiculos possui 15 hosts;

• Setor da administrac¸˜ao possui 8 hosts; • Setor Juridico possui 7 hosts;

• Setor do Almoxarifado possui 5 hosts; • Setor da Eletromˆecanica possui 3 hosts; • Setor da Recepc¸˜ao possui 2 hosts.

3.3. Rede Atual com a implementac¸˜ao de VLANs

Com a utilizac¸˜ao do programa Cisco Patcker Tracer, como mostra a figura 3 , foram utilizados quatro switches Modelo 2950 que j´a existia na rede atual como foi mostrada na figura 1 , foi adicionada um roteador Modelo 2621 xm.

Deve ser configurado um switch no modo servidor, onde pode ser criada, reno-meada e excluida as VLANs,onde as VLANs criadas no servidor seram enviados para os 3 switches que seram configuradas em modo cliente e deve ser adicionado um roteador cisco 2621 xm para adicionar mais seguranc¸a e para fazer comunicac¸˜ao entre as VLANs.

Devem ser criadas 6 VLANS, no switch no modo servidor: • VLAN 10 faz parte do setor veiculos;

• VLAN 20 faz parte do setor da administrac¸˜ao; • VLAN 30 faz parte do setor Juridico;

• VLAN 40 faz parte do setor do Almoxarifado; • VLAN 50 faz parte do setor da Eetromˆecanica; • VLAN 60 faz parte da recepc¸˜ao.

3.3.1. Configurac¸˜ao

A figura 4 mostra a Configurac¸˜ao do switch em modo servidor,vlan database em modo de configurac¸˜ao de vlan, vtp server coloca o switch em modo servidor e vtp domain cria um nome ao dominio :

Figura 4. VTP

O comando vlan cria uma vlan e o comando name adiciona um nome a vlan criada, como mostra a figura 5.

Figura 5. Name VLAN • switch modo Cliente

O comando vtp client 6 coloca o switch em modo cliente. Assim o switch recebe os an´uncios que foram configurados no switch em modo servidor.

Figura 6. VTP

Os comandos 7 switch mode access, switchport access vlan, adiciona portas as VLANS criadas.

Figura 7. Adiciona Portas

Para que as VLANs se comuniquem, figura 8 demostra h´a configurac¸˜ao dos swit-ches em modo tronco, por onde todas as VLANs possam trafegar, caso contr´ario, n˜ao sairam da VLAN a que foi atribuida.

Figura 8. Modo Trunk (Tronco)

O comando show vlan 9 verifica as VLANs criadas e as portas adicionadas a cada vlan.

Figura 9. Verifica configurac¸ ˜ao

3.3.2. Configurac¸˜ao Roteador

Para ter acesso as demais VLANs, servic¸os e acesso a internet foi configurado o rotea-mento, usando o protocolo IEEE 802.1Q, como mostra a figura 10 , o roteador utilizado ´e um CISCO 2621 xm, onde foram configuradas as Interfaces loopback, onde o primeiro ip v´alido e o Gateway de cada VLAN.

Figura 10. Roteamento

Figura 11. Configurac¸ ˜ao Router

Sem o uso do modo trunk (tronco) e roteamento as VLANs n˜ao se comuni-cam.Como mostra a figura 12 foi feito uma conex˜ao do host do setor de veiculos com o ip 10.30.10.4 para o setor do almoxarifado com o ip 10.30.10.49 a conex˜ao foi mal sucessida.

Figura 12. Teste de conex ˜ao

Quando h´a roteamento, a comunicac¸˜ao entre as vlans ´e feita com sucesso, as vlans podem se cominicar, mas o brodcast n˜ao ´e propagado para as outras VLANs.

A figura 13 demostra uma conex˜ao do host do setor de veiculos com o ip 10.30.10.4 para o setor do almoxarifado com o ip 10.30.10.49 a conex˜ao foi bem su-cessida.

Figura 13. Teste de conex ˜ao

4. Conclus˜ao:

Este artigo descre o uso e a implentac¸˜ao do uso de Vlans em ambientes CISCO. E demos-trado um cen´ario pr´atico envolvendo o uso de t´ecnicas de implementac¸˜ao de vlans para o controle de broadcast na rede.

Em virtude de ter feito os testes no Cisco Packet Tracer, os modelos de switches serem mais antigos a s´erie 2900, que os comandos s˜ao diferentes em relac¸˜ao aos novos modelos, tive dificuldades de configurac¸˜ao ,mas assim com uma ampla pesquisa e leitura os comandos para fazer as configurac¸˜oes.

Feito a configurac¸˜ao dos switches,os testes sem uso de um roteador para fazer a comunicac¸˜ao entre as vlans, as vlans n˜ao se enxergam entre si, assim dimuindo o numero de broadcast, com o uso de um roteador ´e poss´ıvel fazer a comunicac¸˜ao entre as vlans e terem acesso externa.

Referˆencias

Fillipetti, M. A. (2008). Cisco ccna 4.1: Guia completo de estudo. Visual Books.

Karen, W. (2003). Construindo redes cisco: Usando comutac¸˜ao multicamadas. Pearson Education.