Novo Padrão NBASE-T de Gigabit Ethernet

Olá Pessoal,

Tradicionalmente a tecnologia Ethernet (IEEE 802.3) em redes cabeadas tem evoluído em saltos múltiplos de dez no que diz respeito à sua taxa de transmissão. O leitor pode observar na tabela abaixo uma síntese dessa evolução ao longo dos anos, considerando seu uso apenas nos cabos do tipo par-trançado. O objetivo deste artigo não é discutir as principais categorias de cabos par-trançado, por isso recomendo que os interessados no assunto cliquem aqui para ler outro artigo no blog. 

Outra tecnologia que evoluiu rapidamente em termos de taxas de transmissão foi o WiFi (IEEE 802.11) em redes sem fio. Atualmente o WiFi é imprescindível  porque permite que os recursos e serviços da rede, principalmente a Internet, possam ser acessados a partir dos dispositivos móveis dos usuários. Ocorre que o número de usuários com dispositivos móveis somente cresce e a qualidade do conteúdo multimídia consome cada vez mais banda, fatores que têm impulsionado a rápida evolução dessa tecnologia. 

A rede cabeada é o mecanismo de "escoamento" de tráfego responsável por prover banda suficiente para que os recursos da infraestrutura possam ser acessados de maneira satisfatória pela grande quantidade de usuários. Isso quer dizer que por trás de toda cobertura wireless, existe uma infraestrutura cabeada capaz de suportar a demanda dos usuários móveis. No entanto, por incrível que possa parecer, o fato é que os padrões WiFi conseguiram acompanhar o ritmo de desenvolvimento dos padrões Ethernet, de forma que agora os enlaces de acesso de apenas 1Gbps (Gigabit-Ethernet) não são mais suficientes para suportar os APs do atual padrão 802.11ac (Gigabit WiFi Wave2) que possuem taxas nominais da ordem de 3 a 6 Gbps. Para saber mais sobre o Gigabit WiFi (802.11ac), clique aqui para ler outro artigo do blog. 

A solução natural seria atualizar a infraestrutura cabeada para o próximo padrão, ou seja, para o 10GbE, mas existem alguns problemas técnicos em fazê-lo, além do alto custo das interfaces. Para manter o limite nominal do comprimento do cabo de par-trançado em 100 metros, a tecnologia 10GbE somente opera com o cabo do tipo Cat6A. A maioria do cabeamento instalado nas empresas para interligar os terminais e APs nos switches é Cat5e e Cat6. Isso quer dizer que além do alto custo de substituição das interfaces de todos os equipamentos da infraestrutura, também seria necessário reinstalar boa parte do cabeamento na empresa, algo totalmente inviável em termos de retorno do investimento, principalmente em projetos de cabeamento implantados/atualizados recentemente. 

Desde março de 2015 a aliança NBASE-T, originalmente fundada pela Cisco em conjunto com outras empresas, vem trabalhando na proposta do rascunho IEEE P802.3bz para amenizar esse impasse. Com perspectiva de aprovação do novo padrão em setembro de 2016, a proposta da aliança é conseguir atingir velocidades intermediárias entre os limiares de 1Gbps (Gigabit-Ethernet) e 10Gbps (10GbE), especificamente 2.5Gbps utilizando o cabeamento Cat5e (2.5GBASE-T) e 5Gbps utilizando o cabeamento Cat6 (5GBASE-T) já instalado nas empresas.

Ainda que a opção de evoluir para o padrão 10GbE seja a melhor solução técnica do ponto de vista de escalabilidade para permitir o crescimento da rede, é inegável que o NBASE-T será muito atrativo como solução de curto e médio prazos para permitir o crescimento da rede sem a necessidade de altos investimentos, o que permitirá que as empresas consigam diluir melhor seus custos e melhorar o retorno dos investimentos recém realizados em cabeamento. Os switches Multi-Gigabit da Cisco já são aderentes ao NBASE-T, sendo que o leitor pode encontrar mais informações sobre esses switches no link abaixo:

http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/enterprise-networks/catalyst-multigigabit-switching/index.html

Samuel.

Configuração de Agregação de Links no Linux

Olá Pessoal.

Um recurso bastante comum na interconexão de dispositivos da infraestrutura e também de servidores em redes de computadores é a agregação de links (ethernet bonding), técnica que permite a criação de uma interface lógica através do acoplamento de dois ou mais canais físicos. O resultado é que o novo canal lógico pode ter maior velocidade através da soma das vazões das interfaces físicas (load balancing), além de aumentar a disponibilidade da conexão por causa dos canais físicos redundantes (failover).

Assim como nos artigos anteriores, estou considerando que o servidor está instalado com a distribuição Debian GNU/Linux (ou seus derivados, como o Ubuntu). A primeira etapa consiste na instalação do pacote denominado ifenslave para que, posteriormente, as configurações de rede do Linux ofereçam suporte à agregação de links. Essa terafa é simples e rápida através do APT:

apt-get install ifenslave

Agora basta editar o arquivo de configuração das interfaces de rede que fica localizado em "/etc/network/interfaces". Criaremos uma nova interface lógica denominada bond0 que estará vinculada às interfaces físicas eth0 e eth1, conforme destacado em amarelo nas configurações abaixo

###--- em /etc/network/interfaces

auto eth0

iface eth0 inet manual

auto eth1

iface eth1 inet manual

auto bond0

iface bond0 inet static

    address 192.168.0.1

    netmask 255.255.255.0

    slaves eth0 eth1

    bond_mode balance-rr

    bond_miimon 100

    bond_downdelay 200

    bond_updelay 200

Em termos de configuração, é simples assim! É interessante destacar que existem vários modos de operação na agregação de links para prover serviços como disponibilidade (failover) ou balanceamento de carga (load balancing). Na configuração do campo bond_mode (destaque em azul) é possível informar os números ou nomes (entre parênteses) dos modos de operação explicados na sequência.

• modo 00 (balance-rr) - trata-se da opção padrão em que os pacotes são transmitidos sequencialmente de maneira alternada (round-robin) entre todas as interfaces físicas, provendo ambas as funcionalidades de load balance e failover;
• modo 01 (active-backup) - nesse modo de operação apenas uma interface física é utilizada para transmissão de pacotes, sendo que as demais ficam em espera (stand-by) até que a interface ativa venha a cair, provendo apenas a funcionalidade de failover;
• modo 02 (balance-xor) - os pacotes são transmitidos em todas as interfaces físicas com base nos resultados de uma operação xor (ou exclusivo) entre os endereços físicos (MAC) de origem e destino, provendo ambas as funcionalidades de load balancing e failover;
• modo 03 (broadcast) - transmite repetidamente  uma cópia dos pacotes em todas as interfaces físicas, provendo apenas a funcionalidade de failover;
• modo 04 (802.3ad) - utiliza o protocolo dinâmico LACP (IEEE 802.3ad) para negociar automaticamente com o dispositivo vizinho (diretamente conectado) se é possível criar uma agregação lógica das interfaces físicas;
• modo 05 (balance-tlb) - trata-se de uma forma especial de balanceamento de carga que não depende de nenhuma configuração no switch diretamente conectado, onde o tráfego de saída é distribuído entre as interfaces físicas (com base na carga de cada uma) e o tráfego de entrada chega em uma única interface ativa;
• modo 06 (balance-alb) - trata-se de uma forma especial de balanceamento de carga que não depende de nenhuma configuração no switch diretamente conectado, onde ambos os tráfegos de saída e entrada são distribuídos entre as interfaces físicas;

A configuração da agregação de link no switch também deve ser devidamente realizada, dependendo do modo utilizado. A agregação lógica  de links físicos em switches Cisco Catalyst é denominada Port-Channel (ou Ether-Channel) e bastante simples de ser realizada manualmente, por exemplo através dos comandos abaixo para criar uma nova interface lógica po1 (f0/1 + f0/2).

Switch(config)# interface range f0/1 - 2
Switch(config-if)# channel-group 1 mode on

Obs.: Caso o Linux tenha sido configurado com bond_mode 802.3ad (modo 4), recomendo a leitura abaixo para configuração do protocolo dinâmico LACP (IEEE 802.3ad) no switch.

http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2sb/feature/guide/sbcelacp.html#wp1053817

Façam seus testes...

Samuel.

Manipulação do STP na Otimização de Redes Layer-2

Olá Pessoal.

Em minhas aulas sempre costumo lembrar os alunos que a configuração das características de layer-2 (camada de enlace) em infraestruturas de redes é comumente deixada de lado por muitos profissionais da área pelo simples fato de switches serem dispositivos de natureza "plug-and-play", diferente de roteadores que requerem configuração preliminar para funcionar. Ou seja, basta ligá-los na tomada, esperar as luzes estabilizarem, e está tudo Ok! (Ah se fosse assim...)

No entanto, é um erro grave a presunção de que a natureza "plug-and-play" dos switches siginifica que não é necessário fazer nenhuma configuração nesses dispositivos. Ao contrário, há vários protocolos e configurações importantes na camada de enlace que devem receber atenção do profissoinal de infraestrutura porque comumente essa camada se torna um ponto comum de subotimização do desempenho em vista dos "relaxos" de configuração (ou desconhecimento) do administrador.

As características de layer-2 são extremamente importantes porque a tecnologia ethernet tem uma lógica de operação relativamente simplista, o que implica em desempenho ruim sem configurações específicas para melhorar seu comportamento padrão. Por exemplo, o simples fato de criar várias sub-redes layer-3 na sua empresa não quer dizer que você esteja otimizando o desempenho da sua rede porque no layer-2 continua existindo um único domínio de broadcast no qual serão propagados todos os quadros gerados, por exemplo, pelo ARP e DHCP - muito comuns nas redes atuais.

Costumo brincar em aula dizendo que o switch não é nem um pouco tímido porque qualquer encaminhamento que ele tenha que fazer e não saiba seu destino, então ele sai logo "gritando" para toda a rede (sem nenhuma vergonha) - esse é o efeito de broadcast tão ruim do ponto de vista de desempenho. No caso do exemplo anterior, é uma boa prática de projeto sempre associar uma VLAN (Layer-2) com cada Sub-Rede (Layer-3) para minimizar o efeito negativo dos broadcasts.

O objetivo desse artigo não é explicar o funcionamento das VLANS, mas falar um pouco sobre como otimizar o desempenho de redes layer-2 através da manipulação do comportamento do protocolo STP (Spanning-Tree Protocol). O STP (802.1d) e o rSTP (802.1w) são protocolos utilizados pelos switches para evitar a ocorrência de loops no caso de ligação redundante de links ou mesmo através da ligação entre switches de maneira a formar um circuito, ou seja, uma topologia que possa permitir o tráfego infinito de quadros em "círculos".

Vamos utilizar como exemplo a figura abaixo, em que temos dois switches de distribuição juntos para fins de disponibilidade conectados a um switch de acesso, um abordagem muito comum do ponto de projeto de redes. É comum os switches de acesso onde são conectados os dispositivos terminais ficarem localizados em mini-racks nas proximidades e serem conectados a ambos os switches de agregação naquilo que chamamos de camada de distribuição. Essa topologia acaba possibilitando a ocorrência de loops e para que isso não ocorra o STP entra em ação, também de maneira automática, bloqueando uma das portas. 

Parte da lógica do STP consiste na eleição de um switch raíz que ficará propagando quadros de controle (mensagem hello a cada 2 segundos) para os demais switches da rede depois que a topologia estiver estabilizada. Como caberá ao switch raiz a propagação dessas mensagens de controle em toda a infraestrutura layer-2, também é uma boa prática de projeto que esse switch seja bem escolhido no sentido de manter a simetria e o desempenho da rede, tendo, assim, a menor distância possível na propagação dessas mensagens entre os demais switches - o que otimiza o uso dos links. Nessa linha de raciocínio é sempre conveniente utilizar os switches das camadas superiores como raíz.

Reparem na figura que nenhuma porta, aparentemente, está sendo bloqueada porque todas estão com a indicação verde, ou seja, encaminhando! Se o STP é automático então uma das portas deveria ser bloqueada para evitar a ocorrência de loops, mas por que isso não aconteceu? A resposta é que isso não aconteceu porque eu mudei as configurações padrões do STP justamente para otimizar o desempenho da rede, permitindo que o tráfego das VLANs 10 e 20 seja distribuído entre os uplinks. 

Nesse cenário existem a VLAN-10 e VLAN-20 em todos os switches. O ASW está conectado através de sua interface f0/1 ao DSW1 e através de sua interface f0/2 ao DSW2 que, por sua vez, estão conectados entre si. Tenham em mente que o objetivo desse laboratório é mostrar a melhor configuração do STP, por isso não estamos preocupados com o fato de que os uplinks entre switches sejam apenas fast-ethernet (100Mbps). 

Uma primeira boa prática de projeto então seria configurar DSW1 ou DSW2 para que um seja o raíz da rede e outro seja seu backup. Isso poderia ser feito facilmente atribuindo a prioridade 0 para DSW1 e a prioridade 4096 para DSW2, lembrando que a prioridade padrão de switches é 32.768. Ok, então vamos imaginar que deixamos DSW1 como raíz e DSW2 como seu backup. Ao fazer isso todos os quadros originados na VLAN-10 e VLAN-20 em ASW seriam encaminhados apenas pela interface f0/1 (interface conectada ao switch raíz) porque sua interface f0/2 seria bloqueada para evitar loops. Seria melhor do ponto de vista de desempenho se pudéssemos utilizar ambos os uplinks para distribuir todo o tráfego e, ainda assim, em caso de falhas, teríamos a rede operacional. 

Pois bem, é por isso que estaremos tirando proveito do método PVST (Per VLAN STP) dos switches da Cisco para criar duas instâncias de topologias STP distintas, uma para a VLAN-10 e outra para VLAN-20. No contexto da VLAN-10 vamos configurar DSW1 para ser raíz e DSW2 seu backup, enquanto que no contexto da VLAN-20 vamos configurar DSW2 para ser raíz e DSW1 seu backup. Ao fazer isso, estaremos balanceando todo o tráfego das VLANs 10 e 20 entre os dois uplinks, conforme veremos nas saídas adiante. 

Apesar da descrição da solução parecer complicada a princípio, não é! Reparem que com apenas duas VLANs fica muito fácil visualizar logicamente as duas topologias distintas. As configurações de DSW1 e DSW2 irão ficar assim:

DSW1(config)# spanning-tree vlan 10 priority 0

DSW1(config)# spanning-tree vlan 20 priority 4096

**

DSW2(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096

DSW2(config)# spanning-tree vlan 20 priority 0

Com apenas essas configurações já conseguimos ter um ganho considerável de desempenho por causa do efeito de balanceamento porque quadros da VLAN-10 serão encaminhados pelo uplink da interface f0/1 de ASW, enquanto que quadros da VLAN-20 serão encaminhados pelo uplink da interface f0/2 de ASW. Observem nas saídas abaixo que para a VLAN-10 (destaque em amarelo) a interface f0/1 está em estado FWD (forwarding) e a interface f0/2 está em estado BLK (blocking). No contexto da VLAN-20 (destaque em azul) a situação é inversa, ou seja, a interface f0/1 está em estado BLK e a interface f0/2 está em estado FWD.

ASW#show spanning-tree vlan 10,20

VLAN0010

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    10

             Address     000A.4148.08C5

             Cost        19

             Port        1(FastEthernet0/1)

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    36874  (priority 36864 sys-id-ext 10)

             Address     0060.2F37.1B0D

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p

Fa0/2            Altn BLK 19        128.2    P2p

Fa0/10           Desg FWD 19        128.10   P2p

VLAN0020

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    20

             Address     0001.6359.999D

             Cost        19

             Port        2(FastEthernet0/2)

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    36884  (priority 36864 sys-id-ext 20)

             Address     0060.2F37.1B0D

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/1            Altn BLK 19        128.1    P2p

Fa0/2            Root FWD 19        128.2    P2p

Fa0/20           Desg FWD 19        128.20   P2p

Apesar das configurações em si serem simples, o mais importante em relação ao STP e suas variações (rSTP 802.1w e MST 802.1s) é conhecer seu modus operandi para tirar proveito do melhor desenho de projeto que possa otimizar o desempenho da rede. Esse artigo é importante para reforçar aos profissionais da área de redes que, apesar de switches serem "plug-and-play", isso não quer dizer que não haja necessidade de configurá-los - um visão equivocada que pode custar caro no desempenho de uma rede.

Abraço.

Samuel.

Cisco UPOE (Universal Power over Ethernet)

Olá Pessoal.

A tecnologia PoE (acrônimo de Power over Ethernet) foi padronizada em 2003 recebendo a designação IEEE 802.3af-2003. O PoE foi crucial no processo de popularização de dispositivos miniaturizados baseados em IP, a exemplos de câmeras e sensores, porque permite que, através do mesmo cabo utilizado para transmissão de dados, também seja fornecida energia elétrica (alimentação). Vale lembrar que o "PoE" surgiu como uma solução proprietária da Cisco, o tradicional Power Inline, e depois foi submetido ao processo de padronização.

 

Duas aplicações comuns dessa tecnologia no dia a dia dos profissionais da área de redes são: (i) as soluções de wireless em que os APs normalmente são fixados em locais altos onde não existem tomadas e também (ii) nas soluções de Telefonia IP em que os telefones não precisam mais de uma fonte externa de força. Além da tecnologia PoE oferecer maior praticidade, ela também implica em menor custo de instalação na infraestrutura - sem falar no gerenciamento centralizado do consumo de energia que passa a ser possível através dos próprios switches com suporte a PoE.

 

O PoE 802.3af-2003 permitia no máximo 15.4W de potência para alimentar os terminais conectados nas interfaces dos switches. O PoE+ 802.3at-2009 permite expandir esse valor para 30W em produtos comerciais, embora o padrão fale em aproximadamente 51W. O UPOE da Cisco (Universal Power over Ethernet) expande efetivamente esse valor para 60W, o que é suficiente para alimentar um notebook sem muitas extravagâncias. Confiram o vídeo produzido pela própria Cisco.

Vantagem disso tudo? O simples fato de ter alimentação (energia elétrica) através do mesmo cabo utilizado para transmissão de dados! Está muito próximo o dia em que será comum nossos notebooks serem energizados através do próprio cabo de rede! Vocês hão de convir comigo que será um grande benefício!!! Como é desagradável correr atrás da fonte de força do notebook justo no momento em que você mais precisa enviar aquele e-mail, não é? ;-)

Atualmente a tecnologia UPOE somente está disponível na Plataforma Catalyst 4500E de switches da Cisco. Os interessados em conhecer melhor a tecnologia UPOE da Cisco podem obter mais informações no link: www.cisco.com/go/upoe (em inglês).

Abraço.

Samuel.

Espelhamento de Portas em Switches Remotos (RSPAN)

Olá Pessoal.

No artigo anterior intitulado "Configuração de Espelhamento de Portas em Switch" foi explicado o conceito por trás do recurso SPAN (Switched Port Analyzer) com os passos necessários para configurá-lo,  já que esse é um recurso útil no monitoramento do tráfego da rede através do espelhamento de portas na linha Catalyst de Switches da Cisco.

Alguns leitores do blog interessados no assunto me pediram para escrever um artigo sobre o recurso RSPAN (Remote Switched Port Analyzer) que permite ampliar esse monitoramento em redes maiores através da criação de sessões de monitoramento com o destino do tráfego espelhado em algum outro switch remoto.

Para exemplificar como seria o processo de configuração do RSPAN estaremos considerando o cenário abaixo em que agora existem dois switches interligados através de um entroncamento (trunk), diferente do cenário do artigo anterior que havia um único switch. Vamos supor que a máquina na interface f0/2 quer se comunicar com a outra máquina e para tal enviou um quadro destinado a f0/1. Reparem que o quadro por ela originado é espelhado através da rede até chegar na interface f0/7 do switch remoto onde está "pendurado" o monitorador!

No SPAN tradicional (um único switch) você informava uma fonte (interfaces ou VLAN) e uma porta de destino onde os quadros espelhados eram entregues. No RSPAN o processo é um pouco diferente, já que envolve mais de um switch. Da mesma forma continua sendo necessário informar a(s) fonte(s) que podem ser interfaces (seja de acesso, trunk ou mesmo uma agregação lógica port-channel) ou uma VLAN. A diferença é que agora o destino será uma VLAN RSPAN por onde os quadros espelhados irão trafegar através da rede até chegarem no switch remoto que irá direcioná-los para a porta de destino!

 

Portanto, considerando o cenário da figura anterior, agora temos dois switches para configurar, o SW1 com as interfaces f0/1 e f0/2 de origem em que ocorrerá o espelhamento dos quadros e o SW2 com a interface f0/7 de destino onde o tráfego será entregue. Naturalmente que é necessário que entre os dois switches exista um canal de comunicação através da VLAN do RSPAN - a VLAN 33 nesse exemplo. Vamos às configurações:

01. SW1(config)# vlan 33

02. SW1(config-vlan)# name VLAN-RSPAN

03. SW1(config-vlan)# remote span

04. SW1(config-vlan)# exit

05. SW1(config)# interface g0/1

06. SW1(config-if)# switchport mode trunk 

07. SW1(config-if)# exit  

09. SW1(config)# monitor session 1 interface f0/1

10. SW1(config)# monitor session 1 interface f0/2

11. SW1(config)# monitor session 1 destination remote vlan 33     

Primeiro foi criada a VLAN 33 que já recebeu a instrução de que será utilizada para fins de transporte dos quadros espelhados pelo RSPAN. Na sequência configuramos a interface g0/1 em modo de entroncamento (trunk), ou seja, ela será capaz de transportar tráfego de todas as VLANs que existirem entre os switches, inclusive a VLAN RSPAN (33). Por fim foram informadas as interfaces de origem e reparem que agora o destino do espelhamento será a VLAN remota previamente criada.

01. SW2(config)# vlan 33
02. SW2(config-vlan)# name VLAN-RSPAN
03. SW2(config-vlan)# remote span
04. SW2(config-vlan)# exit
05. SW2(config)# interface g0/1
06. SW2(config-if)# switchport mode trunk
07. SW2(config-if)# exit
08. SW2(config)# monitor session 1 source remote vlan 33
09. SW2(config)# monitor session 1 destination interface f0/7 

As primeiras linhas (de 1 a 7) são idênticas e fazem exatamente a mesma coisa. A diferença é que no SW2 informamos a VLAN RSPAN (33) como origem e já configuramos qual será a interface de destino do tráfego espelhado. É só isso...
 

Abraço.

Samuel.

Configuração de Espelhamento de Portas em Switch

Olá Pessoal.

Um recurso muito útil para fins de monitoramento na linha Catalyst de Switches da Cisco® é denominado SPAN, acrônimo de Switched Port Analyzer. Esse recurso também é chamado de port-mirroring (espelhamento de porta) ou port-monitoring (monitoramento de porta).

Logo nas primeiras aulas de redes de computadores os alunos estudam conceitualmente os principais dispositivos de interconexão onde são apresentadas as principais diferenças entre dois dispositivos concentradores: (i) HUB e (ii) Switch.

Nessa ocasião os alunos aprendem que mesmo ambos os dispositivos sendo elementos centrais (concentradores) que criam uma topologia física de estrela, o modo de operação entre eles é distinto implicando em diferentes topologias lógicas, conforme pode ser observado na figura abaixo.

O HUB cria uma topologia lógica de barramento porque eletronicamente todas as suas portas estão ligadas em um mesmo barramento físico, o que implica na existência de um único dominío de colisão compartilhado entre todas as portas. Ele é um simples dispositivo repetidor que (i) recebe sinal em uma porta de entrada, (ii) amplifica esse sinal e (iii) despacha esse sinal para todas as demais portas de saída. Como ele é um dispositivo de camada física, não possui inteligência para analisar os cabeçalhos dos quadros.

Uma vez que a topologia lógica do HUB é de barramento, o sinal recebido em uma porta é retransmitido para TODAS as demais portas, o que é ruim do ponto de vista de desempenho e segurança. Por causa disso é muito simples interceptar o tráfego/conteúdo dessa rede através de algum software sniffer, já que todo sinal entre quaisquer máquinas é propagado para todas as portas. O Wireshark é um exemplo de software gratuito de interceptação de pacotes (analisador de protocolos) e pode ser baixado no link http://www.wireshark.org/.

Por outro lado o Switch cria uma topologia lógica de estrela porque eletronicamente possui uma matriz (denominada matriz crossbar) que permite o chaveamento de circuitos ponto-a-ponto entre duas portas específicas, o que implica em um domínio de colisão para cada porta. Para estabelecer esses circuitos entre duas portas os switches são dispositivos da camada de enlace e possuem inteligência para analisar os cabeçalhos dos quadros, motivo pelo qual eles utilizam o endereço físíco das interfaces (MAC) no processo de encaminhamento.

É comum o uso de softwares de interceptação de quadros/pacotes em redes de computadores para fins de monitoramento e análise da "saúde" da rede. O problema de utilizar esses softwares nas redes que possuem switch (diga-se de passagem quase todas atualmente), é que ao conectar o computador monitorador em uma porta qualquer do switch ele não será capaz de "escutar" nenhum tráfego entre os circuitos fechados nas demais portas. Por exemplo, uma comunicação entre dois computadores ligados nas portas f0/1 e f0/02 de um switch não será transmitida na porta f0/3 (nem em qualquer outra).

É para resolver esse problema que existem as tecnologias de port-mirroring. Essa tecnologia de espelhamento consiste em configurar uma determinada porta do switch para espelhar todo o tráfego entre os circuitos das demais portas, daí no nome espelhamento. Ou seja, essa porta irá se tornar o "dedo-duro" da rede replicando todo o tráfego como se fosse um HUB. Naturalmente essa porta será aquela em que o computador monitorador estará executando o software de interceptação (sniffer).

Vamos considerar o cenário ilustrado na figura abaixo para exemplificar o processo de configuração do SPAN nos seguintes modelos de Switch Catalyst da Cisco: 2940, 2950, 2955, 2960, 2970, 3550, 3560, 3560-E, 3750 e 3750-E. Em outros modelos de switches os comandos para configuração do SPAN podem ser diferentes! 

Reparem que temos uma rede local em que existe um notebook conectado na interface f0/7 do switch e que estará executando um software de interceptação, como por exemplo o Wireshark. Ao fazê-lo a interface de rede do notebook é colocada em modo promíscuo, ou seja, ela passará a capturar todo tráfego escutado por ela, seja ele direcionado a ela ou não. Caberá ao switch a função de replicar (espelhar) todos os quadros das demais portas para a interface f0/7. 

No exemplo seguinte vamos configurar a interface f0/7 como a porta de destino do monitorador e optaremos pelo espelhamento do tráfego apenas das interfaces f0/1 e f0/2 (origem). Para esse cenário a configuração do switch seria a seguinte:

Switch# configure terminal
Switch(config)# monitor session 1 source interface f0/1
Switch(config)# monitor session 1 source interface f0/2
Switch(config)# monitor session 1 destination interface f0/7 
Switch(config)# exit
Switch# show monitor session

Ao invés de informar as interfaces de origem manualmente, também é possível monitorar toda uma VLAN previamente configurada no switch. Nesse caso seria informada apenas a VLAN como origem e todas as interfaces associadas à respectiva VLAN teriam  seu tráfego automaticamente espelhado para a porta de destino SPAN. À medida que portas são removidas ou associadas com a VLAN, então seu tráfego já será espelhado. Não é possível combinar o espelhamento de interfaces e VLANs! Vamos supor que as interfaces f0/1 e f0/2 do exemplo anterior estivessem associadas com a VLAN-13, a configuração seria:

Switch(config)# monitor session 1 source vlan 13

Switch(config)# monitor session 1 destination interface f0/7

Existe ainda a possibilidade de ampliar o monitoramento em redes maiores criando sessões de monitoramento com o destino do tráfego espelhado em algum outro switch remoto através do recurso RSPAN (Remote Switched Port Analyzer). Se vocês tiverem interesse nessa tecnologia, me avisem que escreverei outro artigo para exemplificar sua configuração.

Abraço.

Samuel.

Novo Padrão Ethernet 802.3-2012 de 100Gbps

Olá Pessoal.

O padrão Ethernet é indiscutivelmente uma das tecnologias mais consolidadas não só da área de redes, mas da computação! São poucas as tecnologias de computação que tiveram essa sobrevida de quase 30 anos como acontece atualmente com a tecnologia Ethernet. 

Essa tecnologia foi originalmente idealizada na tese de doutorado de Robert Metcalfe (fundador da 3Com) enquanto trabalhava nos laboratórios da Xerox. Ele queria encontrar uma solução para conectar computadores em rede local e idealizou que um barramento comum compartilhado entre todas as máquinas era a maneira mais natural de fazê-lo. Por isso as primeras redes locais empregavam o CSMA/CD como método de acesso ao meio (inteligência) e tinham topologia física de barramento, sendo que os cabos coaxiais de 50 Ohms eram utilizados como meio de transmissão.

A tecnologia idealizada por Metcalfe foi padronizada pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) em 1985, sob a denonimação IEEE 802.3, para viabilizar a conectividade de máquinas no contexto de uma rede local (LAN). Durante todos esses anos essa tecnologia passou (e continua passando) por um processo constante de evolução.

As evoluções mais conhecidas depois do Ethernet tradicional (802.3) foram os padrões 802.3u (Fast-Ethernet), o 802.3z (Gigabit-Ethernet com Fibra Óptica) e o 802.3ab (Gibabit Ethernet com Par-Trançado). Apesar desses três padrões serem os mais conhecidos, há inúmeros outros que descrevem características técnicas importantes.

A padronização mais recente é o IEEE 802.3-2012, publicada em setembro de 2012. A última revisão completa havia ocorrido em 2008, por isso o objetivo de trabalhar nessa recente padronização foi atender às novas demandas e aplicações do mercado, como eficiência energética, redes veiculares, ambientes de data-center e distribuição de conteúdo, aponta matéria recentemente publicada sobre o assunto que vocês podem acessar na íntegra através do link: http://theinstitute.ieee.org/benefits/standards/expanding-ethernet

O novo padrão opera com taxas que variam de 40 a 100 Gbps! O vice-presidente do grupo de trabalho do IEEE, Wael William Diab, explica: "A relevância do padrão IEEE 802.3 está sendo expandida em termos de velocidade associada à largura de banda e no que diz respeito às mídias de conexão (interfaces)".

O próximo objetivo a partir de agora é trabalhar na busca por um novo padrão com taxas de transmissão de 400 Gbps!!!  Ainda segundo a matéria, D'Ambrosia, presidente do grupo que trabalha no desenvolvimento de altas velocidades, confirma que há consenso de que a próxima taxa de transmissão padronizada pela tecnologia Ethernet será 400 Gbps.

D'Ambrosia diz: "Essa velocidade é o próximo passo lógico e leva em consideração o custo e outros fatores econômicos. O pensamento consensual do grupo é que 400 Gbps é a velocidade correta". D'Ambrosia prevê que em março devemos ter novidades sobre esse novo padrão que busca por 400 Gbps.

Essa é uma boa oportunidade para ressaltar publicamente minha profunda admiração pelo Robert Metcalfe, definitivamente um dos nomes mais importantes da nossa área. Ouço muitos alunos falando de Steve Jobs, Bill Gates, Linus Torvalds, Mark Zuckemberg e outros, mas são raras as vezes que ouço falar do Metcalfe. É inegável que cada um desses nomes teve uma contribuição importante para a computação, mas não se esqueçam de que a tecnologia idealizada pelo Metcalfe está presente em praticamente todas as casas e empresas para fins de conectividade LAN. Aliás, agora mesmo vocês estão utilizando essa tecnologia para ler esse post! Pensem nisso...

Abraço.

Samuel.