EtherChannel/IEEE 802.3ad

Tunelamento VLAN /IEEE 802.3ac

Q-in-Q/IEEE 802.1ad

MAC-in-MAC/IEEE 802.1 ah MPLS

EtherChannel

• Agregação de Portas: – Etherchannel é um padrão que permite agregar múltiplas portas de características comuns a fim de formar uma porta de maior capacidade.

• Atualmente é possível criar portas agregadas full duplex com até 800 Mbps (Fast) ou 8 Gbps (Giga) • O número total de Etherchannels é 48.

Modos EtherChannel

• Apenas portas trunk com características idênticas podem ser agregadas. • A configuração pode ser: • Automática: – PAgP: Port Aggregation Protocol – LACP: Link Aggregation Control Protocol • Manual: – On: sem protocolo de negociação • Usado apenas para compatibilidade entre switches que não suportam os protocolos de negociação.

Identificação da Porta Agregada

• As portas Etherchannel são identificadas por uma interface lógica (Logical port channel), numerada de 1 até 8. – Comandos aplicados a interface lógica afetam simultaneamente todas as portas do grupo. – Comandos aplicados as portas físicas não afetarão as demais portas do grupo Quando o grupo é criado pela primeira vez, as portas seguem a configuração da primeira porta do grupo: • Allowed-VLAN list • Spanning-tree path cost for each VLAN • Spanning-tree port priority for each VLAN • Spanning-tree Port Fast setting

PAgP – Port Aggregation Protocol

• Protocolo proprietário da cisco – Apenas para switches simples, não funciona em stacks.

• Agrupa automaticamente portas com as mesmas caracterísiticas: – Velocidade, modo duplex, native VLAN, VLAN range, trunking status.

• Porta Access devem pertencer a mesma VLAN • Portas Trunk devem pertencer a mesma native VLAN • O grupo de portas é passado ao protocolo Spanning Tree como sendo uma porta única.

• Permite agregar até 8 portas.

Modos PAgP

• Auto: modo passivo que apenas responde a solicitação para entrar no grupo.

• Desirable: modo ativo, que solicita a outra porta entrar no modo Etherchannel.

Desirable Desirable Auto Auto Desirable (Silent mode) Desirable Auto Auto Não PAgP Se não for usado o modo silent, a porta não entra em operação

Endereço MAC

• A primeira porta do Etherchannel que se torna ativa provê o endereço MAC para todo o grupo.

• Se a porta que cedeu o MAC for removida, outra porta oferecerá o endereço para o grupo.

• As mensagens PAgP são enviadas na menor VLAN associada a porta.

LACP: Link Aggregation Control Protocol

• Padrão IEEE 802.3ad

• Operação similar ao PAgP, mas suporta também stack switching.

• Modos de operação: – Passivo • Similar ao modo auto PAgP – Ativo • Similar ao modo desirable PAgP • A escolha do MAC é similar ao PAgP • Permite agregar até 16 portas, mas apenas 8 estão ativas num dado instante.

Configuração do EtherChannel

• Step 1: – configure terminal • Step 2: – interface interface-id • Step 3: – switchport mode {access | trunk} – switchport access vlan vlan-id • Step 4: – channel-group channel-group-number mode • {auto [non-silent] | desirable [non-silent] | on} | {active | passive} – PaGP: Auto/Desirable – LACP: Active/Passive • Step 5: – end • Step 6: – show running-config

Remover a porta do Channel Group

• • • • •

Step 1:

–

configure terminal Step 2:

– interface interface-id

Step 3:

–

no channel-group Step 4:

–

end Step 5:

–

show running-config

Exercício 1

Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 B = 10.26.136.60

Fa0/23 Fa0/24

Ether 1

Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 C = 10.26.136.184

Fa0/23 Fa0/24

Ether 2

Fa0/18 Fa0/1-5 Fa0/19 Fa0/20

vlan1 A = 10.26.136.13

vlan20

Fa0/21 Fa0/6-10

Comandos

• 2950 -A – configure terminal • interface range Fa0/18-19 – channel-group 1 mode desirable – end • interface range Fa0/20-21 – channel-group 2 mode desirable – exit • 2950 -B – configure terminal • interface range Fa0/23-24 – channel-group 1 mode desirable – end • 2950 -C – configure terminal • interface range Fa0/23-24 – channel-group 2 mode desirable – end

Verificando a Configuração

•

Para zerar os contadores:

– –

clear pagp

{ channel-group-number counters |

counters

}

clear lacp

{ channel-group-number counters |

counters

}

Verifique a configuração

• Comandos – show etherchannel ?

– show interface ?

– show pagp ?

• Acrescente mais uma porta no etherchannel e veja a alteração da configuração • Desconecte o cabo da nova porta, e após verificar o efeito no switch, remova a porta do Etherchannel

Balanceamento de Carga

• O balanceamento de carga pode ser feito com base: – Endereço Mac de Origem • Pacotes com o mesmo MAC de origem são sempre alocados na mesma porta do grupo.

• Diferentes MACs de origem são distribuídos entre as portas.

A B C D E F

Balanceamento de Carga

– Endereço Mac de Destino • Pacotes com o mesmo MAC de destino são sempre alocados na mesma porta do grupo.

• Diferentes MACs de destino são distribuídos entre os pares – Ambos • Mantém na mesma porta apenas o fluxo de quadro trocado entre os mesmos parceiros.

A B C D E F

Escolha do Método de Balanceamento

• A escolha do método depende da topologia de rede.

• O método deve ser escolhido de maneira a prover a máxima utilização de porta no Etherchannel.

Configuração Default

Balanceamento de Carga

•

configure terminal

–

port-channel load-balance

{

dst-ip

|

dst-mac

|

src-dst-ip

|

src-dst-mac

|

src-ip

|

src-mac

} –

end

•

show etherchannel load-balance

Exercício 2 -

SPT com EtherChannel

Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 B = 10.26.136.60

Fa0/23 Fa0/24

Ether 3

Fa0/21 Fa0/22

Ether 1

Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 C = 10.26.136.184

Fa0/23 Fa0/24

Ether 2

Fa0/18 Fa0/1-5 Fa0/19 Fa0/20

vlan1 A = 10.26.136.13

vlan20

Fa0/6-10 Fa0/21

Comandos

• 2950 -B – configure terminal • interface range Fa0/21 - 22 – channel-group 3 mode desirable – end • 2950 -C – configure terminal • interface range Fa0/21 - 22 – channel-group 2 mode desirable – end

Trabalhando com as Portas Lógicas

•

Os comandos de configuração do SPT podem ser aplicados aos EtherChannels alterando se a seleção da interface para:

– interface port-channel port -

channel-number

•

Para apagar um EtherChannel

– no interface port-channel port -

channel number

Exercício 3 -

Balanceamento de Carga

Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 B = 10.26.136.60

Fa0/23 Fa0/24

Vlan 20 prio 16 Ether 3

Fa0/21 Fa0/1-5

vlan1

Fa0/6-10

vlan20 C = 10.26.136.184

Fa0/22 Fa0/23 Fa0/24

Ether 1 Ether 2

Fa0/18 Fa0/1-5 Fa0/19 Fa0/20

vlan1 A = 10.26.136.13

vlan20

Fa0/6-10 Fa0/21

Comandos: 2950

• Switch B – configure terminal • interface port-channel 3 • spanning-tree vlan 20 port-priority 16 • end – show interface trunk – show spanning tree • Switch C – idem

Configurações Adicionais

• Hot-StandBy – Portas Hot-StandBy são portas que só se tornam ativas quando alguma outra porta não pode mais operar.

• LACP: Quando mais de 8 portas são colocadas no grupo, as demais entram em Hot-Standby. A escolha das portas pode ser feita por prioridade • PAgP: Pode-se colocar uma porta em maior prioridade, fazendo-se com que as demais entrem em Hot Standby para operação.

Arquitetura Metro Ethernet Q-in-Q e MAC-in-MAC WAN User-facing provider edge (U-PE) Network-facing provider edge (N-PE) Provider edge aggregation (PE-AGG)

Ethernet access domains [EADs]

Intra-EAD and Inter-EAD Services

USUÁRIO

Blocos Funcionais

ACESSO QinQ ou MinM CORE WAN MPLS MPLS Networks U-PE

MinM e QinQ

Customer Prem Access 50ms Ethernet Access Ring Metro Ethernet Access/Aggregation QinQ Or MinM U-PE Metro Core WAN QinQ Or MinM N-PE MPLS MPLS Networks

Os novos padrões QinQ e MinM são utilizados para prover escalabilidade na construção de backbones metropolitanos.

Gerenciamento em Ethernet

Customer Premises

CPE NTU Gerenciamento Ethernet

CO/POP

Edge Device Ethernet Backbone Access Aggregator

•

O gerenciamento da camada Ethernet inclui:

• Marcação e Re-Marcação de TAGs VLAN • • Gerenciamento de Banda Alarmes de falha e diagnósticos

QinQ e MinM IEEE802.1ad

QinQ

(Stacked VLAN) IEEE802.1ah

MinM

(Backbone Provider Bridge)

Dados MinM Cabeçalho na rede do usuário Cabeçalho do Service Provider Dados QinQ Cabeçalho da rede do usuário

• •

Um novo cabeçalho acrescido pelo SP contém endereços MAC Permite a reutilização de VLANs no cabeçalho do usuário.

VLAN IDs

• •

As VLANs ID são colocadas no cabeçalho da rede do usuário.

Permite a reutilização de VLANs nos sub-campos

Princípio MinM Pacotes Ethernet Chegam da rede da empresa O switch de borda acrescenta um novo cabeçalho (SP) com endereços MAC O pacote é encaminhado pela rede utilizando as informações do cabeçalho SP O switch de saída remove o cabeçalho SP Ethernet Switches Site X Site Y Ethernet UNI (destination) Ethernet UNI (source) Service Provider Metro Ethernet network User data Enterprise Ethernet header SP Ethernet header

SP Header SP Payload

SP MAC DA SP MAC SA ET=0x81 00 SP Q tag1 ET=MiM Service Customer Ethernet Ethernet Frame SP FCS Quadro Mac-in-Mac Future Growth. Vendor specific fields.

7 Reser ved P T 1 3 P bit s 1 I C F

Destination MAC address • If destination unknown, then 0xFFFFFF Source MAC address Traffic Management

12 Tunnel ID (XXX) 24 Service ID (YYY)

Payload Type (data or control) EVC ID 16M

ET: Ethertype CTI: Canonical Field Identifier

Princípios do QinQ a1 Enterprise CPE Carrier Access Carrier Core Carrier Core Carrier Access Enterprise CPE b1 a1 b1 Q a1 b1 Q Q a1 b1 Q Q Q a1 b1 Q a1 b1 Q Q a1 b1 Q Q Q

Q in Q data frame format

C-MAC DA C Tag C-Payload C-FCS

Customer internal MAC

P-Ethertype P-VLAN CoS P CFI P VLAN ID

SP CoS SP EVC ID 4096 Customer original Tag

Camadas de QoS • Múltiplas tecnologias de QoS estão disponíveis em diferentes camadas de rede • Nenhuma tecnologia sozinha consque prover QoS fim a fim.

Application-signaled QoS IP QoS Network-signaled QoS Traffic Engineered Paths Link Layer QoS Physical Layer QoS SIP/SDP, H.323

IP Differentiated Services (DiffServ) ATM PNNI, MPLS RSVP-TE or CR-LDP ATM PVCs, MPLS E-LSPs and L-LSPs Ethernet 802.1p, VLANs, ATM, PPP, MPLS EXP, DOCSIS, Frame Relay, 802.11e WLAN QoS  s, Virtual Circuits (VCs), Ports, Frequencies

QoS Fim-a-Fim

QoS Monitoring / Measurement Traffic Engineered Paths - MPLS Link Layer QoS – DOCSIS Cable Modem Cable Access Provider CMTS OE MAN Link Layer QoS Ethernet 802.1p

OE Switch L3 Ethernet Switch – Network-signaled QoS – RSVP-TE L2 Ethernet Switch Physical Layer QoS – Port Prioritization IP QoS - DiffServ

Exemplo de CoS-based SLA • 4 classes de serviço • CoS determinado via 802.1p CoS ID Service Class Service Characteristics Premium VoIP e Video Silver Bronze Aplicações de Missão Crítica (e.g. sistema ERP) Trágo do tipo burst com necessidade de banda Standard Best effort CoS ID 6, 7 4, 5 3, 4 0, 1, 2 Bandwidth Profile per EVC per CoS ID CIR > 0 EIR = 0 CIR > 0 EIR ≤ UNI Speed CIR > 0 EIR ≤ UNI Speed CIR=0 EIR=UNI speed Service Performance Delay < 5ms Jitter < 1ms Loss < 0.001% Delay < 5ms Jitter = N/S Loss < 0.01% Delay < 15ms Jitter = N/S Loss < 0.1% Delay < 30ms Jitter = N/S Loss < 0.5%

Tunelamento IEEE 802.1Q

• O objetivo do tunelamento IEEE 802.1Q é permitir que a identidade das VLANs nas redes de acesso seja mantida através do BACKBONE.

• Sem tunelamento, a quantidade total de VLANs numa rede é 4096.

Portas Túnel

• Os links com tunelamento são ditos assimétricos, pois a configuração na extremidade dos links não é a mesma.

switch cliente Porta IEEE 802.1Q convencional. Associada a múltiplas VLANs switch Edge Porta Tunel, associada a uma VLAN específica. e.g. 30

Double TAG

• O tunelamento é feito através de um duplo TAG. – O TAG externo, associado ao túnel, é normalmente referencido como metro-tag.

METRO-TAG

Inserção e Remoção de TAGs

Porta IEEE 802.1Q

Vê apenas o Metro TAG Switch Cliente switch Edge Porta IEEE 802.1Q

Porta Tunel (Acrescente o Metro TAG) switch Core Porta IEEE 802.1Q

Porta IEEE 802.1Q

Porta IEEE Túnel (Remove o Metro TAG) switch Edge Switch Cliente Porta IEEE 802.1Q

Porta IEEE 802.1Q

Formatação do TAG

• Todos os quadros que atravessam a porta túnel recebem o Metro-TAG: – Quadros sem TAG – Quadros com TAG • O campo CoS do Metro-TAG é definido na configuração da porta túnel.

• Todos os quadros que saem pela porta túnel possuem o TAG mais externo removido, seja ele um Metro TAG ou não.

Native VLAN

• Portas Túnel não são trunks. – Elas pertencem a uma VLAN de acesso.

• A VLAN de acesso de uma porta túnel não pode coincidir com a Native VLAN de nenhuma outra porta trunk no mesmo switch.

– Em caso de coincidência, os pacotes recebidos pela porta Túnel e direcionados para porta trunk não receberão o metro TAG.

Native VLAN

• • Pacotes recebidos pelo Switch A não vão receber o Metro-TAG.

– O TAG desses pacotes conterá 30 (a VLAN especificada pelo switch A).

Os pacotes serão enviados para o Switch C, e o TAG será removido. O pacote resultante, sem TAG será enviado erroneamente para o Switch E.

O quadro atravessa a rede com o TAG do cliente: 30 Porta túnel remove o TAG 30 O pacote sem tag é enviado para o switch errado mesma VLAN: o quadro não recebe metro-tag

Correção do Problema

• 1) Utilizar apenas ISL trunks entre os switches de core • 2) Usar vlan dot1q tag native, para obrigar o tageamento de todos os quadros, inclusive da native VLAN.

• 3) Fazer com que a Native VLAN dos trunks dos switches edge nunca coincidam com as VLANs na rede do usuário.

Configuração Assimétrica

• Porta Túnel não é uma porta Trunk, e dessa forma, não irá realizar auto negociação com a porta do outro switch.

• A porta trunk no switch da rede do usuário deve ser configurado manualmente como trunk.

Fa0/1-5 Fa0/6-10

Exercício 4

Fa0/1-5 Fa0/6-10

vlan1 vlan20 B = 10.26.136.60

Fa0/23 Fa0/22

Tunel Porta Trunk Manual Native VLAN 1 Porta Tunel Access VLAN 30 A = 10.26.136.13

Fa0/1-5

vlan1 vlan1 vlan20 C = 10.26.136.184

Fa0/23

Tunel

Fa0/23

vlan30

Fa0/6-10

Configuração

• Configuração Switch Tunel = A – configure terminal • interface Fa0/22 - 23 – switchport access vlan 30 – switchport mode dot1q-tunnel – exit • vlan dot1q tag native (opcional) • Configuração Switch Cliente = B e C – configure terminal • interface Fa0/23 – switchport mode trunk – exit

Verificação

• show running-config • show dot1q-tunnel • show vlan dot1q tag native

MTU

• Para suportar Metro-TAGs o MTU nas portas trunk do switch precisa ser aumentado em pelo menos 4 bytes.

– O MTU default para tráfego no switch é 1500 bytes.

– Com um TAG o MTU deve se de 1504 bytes • Porta Fast-Ethernet: – Máximo MTU 1546 • Portas Gigabit-Ethernet – Máximo MTU 9000 bytes • Para alterar o MTU utilize: – system MTU

Fragmentação de datagramas

• As redes Ethernet limitam o tamanho dos quadros a apenas 1500 bytes, enquanto os datagramas IP podem chegar até 64 K bytes. Nesse caso, é necessário transmitir um datragrama utilizando vários quadros. o cabeçalho do datagrama original é reproduzido em cada um dos segmentos.

Cabeçalho do datagrama Campo de dados do datagrama

0

Dados 1

600

Dados 2

1200

Dados 3

1500 bytes

Cabeçalho do datagrama Dados 1

Fragmento 1 (Deslocamento 0)

Cabeçalho do datagrama Dados 2

Fragmento 2 (Deslocamento 600)

Cabeçalho do datagrama Dados 3

Fragmento 3 (Deslocamento 1200)

Formato de um datagrama

• O formato de um datagrama é mostrado abaixo: 0 4 8 12 16 20 24 28 31 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 VERS HLEN Tipo de serviço Identificação Tempo de vida Protocolo flags Endereço IP de origem Comprimento total Deslocamento do fragemento Checksum do cabeçalho Endereço IP de destino Opções IP Dados …..

Preenchimento cabeçalho dados

Prática

• Utilizando o comando ping do Windows e o Ethereal verifique o processo de fragmentação do IP sobre o Ethernet.

• ping –l tamanho_mensagem_bytes ip_destino –t • Analise: – Ponto de fragmentação – Identificadores de Fragmento

Aumentar o MTU do sistema