Entendendo ethernet
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Entendendo ethernet

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se o protocolo de árvore de cobertura remove
os laços, de que serve colocar laços desde o início? A resposta é que precisamos de
laços para obter redundância. Redes estão ficando mais importantes para as empre-
sas e é importante que elas continuem funcionando apesar da existência de proble-
mas na rede. Uma das formas mais utilizadas de incluir redundância numa rede é de
formar laços, introduzindo assim rotas alternativas para que quadros cheguem ao
destino desejado. Por exemplo, a Figura A4-11 mostra como uma rede de campus é

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Conhecendo repetidores, comutadores e roteadores 48

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MAC A

MAC H

1 2
1

27

8

5 6

1

3
3

7

4 8

1 2

5 6

3

4

FIGURA A4-10: Um laço envolvendo comutadores.

Distribuição

Core

Comutador
Core

Comutador de
Distribuição

Comutador
de Acesso

estação estação estação estação

FIGURA A4-11: Redundância nos enlaces de uma rede de campus.

tipicamente projetada: vários caminhos redundantes existem nas camadas core e de
distribuição. Nessa figura, o protocolo de árvore de cobertura eliminará os laços,
desabilitando o encaminhamento de quadros em certas portas. Porém, ao detectar a
perda de um enlace, o protocolo refaz todos os cálculos e escolhe desabilitar portas
diferentes, de forma a manter a comunicação entre todos os comutadores, mas sem
a presença de laços.

4.3.5 Características especiais de comutadores
Comutadores diferem muito entre si. A primeira grande diferença é decorrente do
uso que se faz da palavra “comutador”. Inicialmente, os comutadores eram tais
como descritos nesta seção. Com tempo, os comutadores adquiriram funções de
roteamento e passaram a ser chamados “comutadores de nível 3”. Também apare-
ceram “comutadores de nível 4 e 7”. Para minimizar a confusão, esta seção fala ape-
nas de comutadores “feijão-com-arroz”, que também chamamos “comutadores de
nível 2”. Discutimos apenas esses comutadores aqui. A próxima seção abordará co-
mutadores avançados, de níveis 3 e superiores.

Enumeramos, a seguir, algumas características que diferenciam os vários mo-
delos disponíveis:

� O número de portas disponíveis (de 8 a várias centenas de portas);

� A tecnologia empregada nas portas (tipicamente, 10/100BaseTX, 100BaseFX
com fibra monomodo ou multimodo, Gigabit Ethernet (SX LX/LH, e ZX), 10
Gigabit Ethernet (LR, EX4));

� A capacidade variada de comutação, podendo alcançar centenas de Gbps e
centenas de Mpps (pacotes por segundo);

� O modelo chassi (expansão via módulos; emprega uma única fonte de ali-
mentação para todos os módulos);

� Alta disponibilidade através de componentes redundantes e hot-swappable,
tais como fontes de alimentação, ventiladores, relógios, uplinks, hardware de
comutação (switching fabric), módulos de interfaces;

� Suporte à gerência via protocolo SNMP, podendo oferecer suporte às seguin-
tes Management Information Bases (MIBs): MIB-II, Ethernet MIB, RMON
MIB, High Capacity RMON, Switch MIB, SMON MIB;

� Outras opções de gerência tais como suporte a Switched Port Analyzer
(SPAN);

� Servidor Web embutido para facilitar a gerência através de um browser.

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4.3.6 Conclusão
Comutadores estão entre os equipamentos de interconexão mais utilizados para
projetar uma rede de campus moderna. Seu alto desempenho e baixo custo fazem
com que tenham superado completamente os repetidores, mesmo na camada de
acesso de uma rede de campus.

4.4 Roteadores
Os roteadores são o último tipo de equipamento que discutiremos. Já que roteado-
res podem ser bastante complexos, só resumiremos os pontos principais nesta se-
ção. O leitor poderá consultar a referência [Cisco-Internetworking] para obter detalhes
adicionais. Além do mais, como o próprio nome diz, um roteador se ocupa basica-
mente da operação de roteamento. Detalhes sobre o roteamento no mundo TCP/IP
podem ser obtidos no Apêndice 8.

4.4.1 Por que um outro tipo de equipamento?
Iniciamos a discussão da mesma forma que fizemos na discussão de comutadores:
com uma pergunta: que tal usar apenas comutadores para fazer redes? Eles têm a
vantagem da simplicidade (são transparentes) e da velocidade. Seria tão bom se pu-
déssemos usá-los exclusivamente para montar uma rede. Não funciona por vários
motivos:

� Falta de escala. Os comutadores Ethernet discutidos na última seção utilizam
dois mecanismos que não possuem escala. O primeiro é o uso de inundações
para encaminhar quadros. Uma inundação vai para todos os hospedeiros. Seria
impossível usar essa técnica para atingir um hospedeiro na China9, digamos.
Os canais de comunicação seriam completamente engargalados com excesso
de tráfego. A regra básica é: manter inundações em domínios restritos. O se-
gundo mecanismo utilizado pelos comutadores que não se adapta bem ao
crescimento da rede é o tratamento de quadros de difusão e de multicast. Lem-
bre-se de que o comutador encaminha tais quadros em todas as portas. Mais
uma vez, temos um mecanismo com pouca escalabilidade: é impossível fazer
difusão para todos os hospedeiros de uma rede. Alguém tem de parar a difusão
para que ela não chegue na China. Aliás, dos dois mecanismos mencionados, a
difusão é ainda pior, já que ela entregará um quadro a cada um dos hospedei-
ros da rede. A inundação faz com que o quadro seja visto por todas as placas de
rede dos hospedeiros, mas ele só será aceito pela placa de rede endereçada.

� Falta de interfaces. Embora não tenhamos mencionado muitos detalhes so-
bre as interfaces de rede presentes em comutadores, normalmente eles não

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9 Se algum leitor estiver lendo este livro na China, substitua o país por “Brasil”.�

possuem interfaces para tecnologias de longo alcance, tais como T1/E1,
E3/T3, OC-12/ATM, OC-3/ATM etc.

� Falta de controle. O comutador não permite estabelecer controle adminis-
trativo sobre qual tráfego pode ser encaminhado para onde.10 Nas empresas,
é importante ter controle sobre o encaminhamento da informação, tanto
para dizer qual tráfego vai onde, como para dizer qual tráfego deve simples-
mente ser rejeitado.

Precisamos, portanto, de um novo tipo de equipamento de interconexão que
não sofra dos problemas mencionados e que permita fazer redes maiores, abran-
gendo muitos milhares de hospedeiros. As redes assim projetadas poderão ser de
campus ou de longo alcance (WAN). Tais equipamentos deverão obedecer aos se-
guintes requisitos básicos:

� O equipamento não pode usar a técnica de inundação ou outra técnica que
não possua escala na sua operação;

� O equipamento não deve propagar quadros de difusão de camada de enlace, isto
é, quadros enviados para o endereço MAC de difusão (FF-FF-FF-FF-FF-FF);

� O equipamento pode disponibilizar interfaces que permitam montar redes
de longo alcance;

� O equipamento poderá prover serviços que permitam estabelecer controle
administrativo sobre o encaminhamento de tráfego;

� Embora não possa ser chamado de “requisito”, aceitamos que o equipamen-
to não seja transparente e que seja endereçado explicitamente pelos outros
equipamentos da rede.

Este equipamento chama-se roteador (ver Figura A4-12) e descrevemos seu
princípio de operação na próxima seção.

FIGURA A4-12: O roteador modelo 10000 da Cisco.

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