Entendendo ethernet
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Disciplina:Infraestrutura De Redes De Computadores187 materiais1.810 seguidores
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1 e 2

pc-1 e o servidor Web
estão ligados na porta 3 dos

comutadores 1 e 2
respectivamente

Todos os quadros transmitidos pelos comutadores 1 e 2 são idênticos ao qua-
dro originalmente enviado por pc-1. Esse processo será repetido indefinidamente,
gerando quadros idênticos e propagando-os, até que a largura de banda fique satu-
rada, tornando impossível a comunicação.

6.2 Como o PAC funciona?
A solução para o problema apresentado na seção anterior é simples. Os comutado-
res devem se comunicar entre si e concordar em desabilitar certos enlaces redun-
dantes, de forma que os enlaces ativos que os interconectam representem uma to-
pologia em árvore, onde laços não existem. Os comutadores realizam suas tarefas
como se os enlaces de redundância não existissem, sendo, portanto, impossível a
ocorrência de transmissão infinita de quadros entre comutadores. Se um enlace que
estava ativo se tornar indisponível, o PAC reconfigura a rede reativando enlaces an-
tes bloqueados.

Os comutadores nos quais o PAC está habilitado realizam a tarefa de descobrir
uma árvore de cobertura entre eles e bloquear portas de redundância. Chamamos a
árvore final de árvore de cobertura, pois a partir de qualquer comutador da rede,
quaisquer outros comutadores que antes eram acessíveis, continuarão sendo após a
desabilitação de algumas portas, porém sem a presença de laços. Em outras pala-
vras, se antes do PAC ser habilitado, o comutador A podia alcançar os comutadores
B, C e D, após a habilitação do PAC o comutador A continua podendo se comunicar
com os mesmos comutadores B, C e D.

Todos os comutadores onde o PAC está habilitado se comunicam através de
mensagens que chamamos bridge protocol data units (BPDUs). Falaremos mais so-
bre as BPDUs na Seção 3. Por enquanto, basta saber que elas existem e é através de-
las que os comutadores se comunicam.

Para construir a árvore de cobertura, a primeira tarefa a ser realizada é eleger
um comutador para ser a raiz da árvore de cobertura. O objetivo do protocolo árvo-
re de cobertura é detectar o menor caminho entre esse comutador raiz e os demais
comutadores da rede. Os caminhos alternativos de maior custo são bloqueados.
Dessa forma, não existirão laços na rede. É interessante que o comutador raiz seja
estável, de preferência veloz e o mais central possível, uma vez que grande parte do
tráfego entre os demais comutadores passará por ele.

Cada comutador tem um identificador único utilizado para a eleição da raiz.
Uma porção desse identificador é fixa, a outra porção pode ser configurada pelo ad-
ministrador da rede. A porção fixa é, em geral, o menor endereço MAC de todas as
portas do comutador. A porção configurável é uma prioridade, quanto menor o nú-
mero, maior a prioridade do comutador.

Cada porta dos comutadores também tem um identificador único, que é, em
geral, o endereço MAC da porta. Além disso, cada porta dos comutadores é associa-
da a um custo de caminho, que representa o custo de se transmitir um quadro atra-

69 Melhores Práticas para Gerência de Redes de Computadores

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vés da porta em questão. Os custos de caminho das portas vêm configurados com
um valor default, mas este pode ser mudado pelo administrador da rede.

O comutador com menor identificador é escolhido para ser a raiz. Se você dei-
xar todos os comutadores com a mesma prioridade, o comutador que possuir uma
porta com o menor endereço MAC dentre todos será a raiz.

Vejamos, através de um exemplo, como o PAC funciona. Considere a Figura
A6-3. Cada comutador tem conexão direta com os demais. Como a árvore de cober-
tura entre os comutadores é formada e mantida?

FIGURA A6-3: Comutadores A, B e C formam um laço.

Quando iniciados, todos os comutadores pensam que são a raiz da árvore de co-
bertura. Suponha que o comutador C foi o mais rápido e ele será o primeiro a enviar
uma BPDU de configuração aos demais. Nessa mensagem, o identificador da raiz
será o identificador de C: 32768.00-07-95-15-F3-E7. A e B recebem a mensagem e,
ao processá-la, B percebe que não é a raiz, pois o identificador recebido é menor que
seu identificador. B, então passa a achar que C é a raiz. O comutador A continua
achando que ele é a raiz, pois seu identificador é menor que o identificador da raiz
recebido de C. Nesse momento, B e C acham que C é a raiz enquanto comutador A
acha que ele próprio é a raiz.

Suponha que agora comutador A vai enviar uma mensagem de configuração.
Nesta mensagem, ele anunciará a si próprio como a raiz da árvore de cobertura. Quan-
do B e C recebem a mensagem de A, eles percebem que o identificador de A é menor
que o deles, e então todos os comutadores passam a concordar que A é a raiz da ár-
vore de cobertura.

Chega então o momento de se escolherem as portas raízes. Cada um dos comu-
tadores, exceto a raiz, deve selecionar uma porta raiz. A porta raiz de um comutador
é a porta mais próxima do comutador raiz. Essa porta é escolhida com base no custo
do caminho associado a cada porta, sendo considerado o custo cumulativo de todos

Conhecendo o protocolo árvore de cobertura 70

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Identificador de A:
32758.00-07-95-15-F3-E6

Identificador de B:
32758.00-07-95-15-F3-E8

porta 1 porta 1

A B

C
Identificador de C:

32758.00-07-95-15-F3-E7

porta 2 porta 2

porta 1 porta 2

os enlaces intermediários para se chegar de uma porta à raiz. As portas 1 dos comu-
tadores B e C são eleitas as portas raízes.

Para cada segmento entre dois comutadores, escolhe-se uma porta designada.
As portas designadas de um segmento oferecem o menor custo de caminho entre a
raiz e as máquinas deste segmento. Para a eleição das portas designadas de cada seg-
mento, considere que todos os enlaces entre A, B e C têm a mesma velocidade e o
mesmo custo, suponha, 19.

No segmento que liga os comutadores A e C a porta 2 do comutador A é escolhi-
da, pois ela está diretamente conectada ao comutador raiz. Pelo mesmo motivo, a
porta 1 do comutador A é escolhida como a porta raiz do segmento que liga os co-
mutadores A e B. No segmento que liga B e C, o custo de se chegar à raiz é o mesmo
para a porta 2 de B e para a porta 2 de C. O critério de desempate é o identificador
dos comutadores envolvidos. Como o identificador de C é menor que o de B, a porta
2 de C é escolhida como a porta raiz para este segmento.

Todas as portas escolhidas como raízes ou como portas designadas ficam ativas,
enquanto as demais são bloqueadas. A porta 2 do comutador B será, portanto, desati-
vada para que laços lógicos não ocorram na rede. Veja o resultado na Figura A6-4. A
animação de todo este processo pode ser encontrada em [CISCO-STP-TROUBLE].

FIGURA A6-4: Formação da árvore de cobertura.

Depois da formação da árvore de cobertura, os comutadores continuam envian-
do BPDUs de configuração para os comutadores vizinhos em intervalos regulares. As
BPDUs de configuração descem na árvore de cobertura a partir das portas designadas.
As portas 1 e 2 do comutador A, por exemplo, enviam, de tempos em tempos, BPDUs
de configuração, que são recebidos pelos comutadores B e C. Essas BPDUs de confi-
guração contêm informações sobre a topologia da árvore de cobertura. Na seção se-
guinte veremos um pouco mais de detalhes sobre as BPDUs de configuração.

Se um comutador parar de receber BPDUs de configuração de um vizinho por
um intervalo de tempo mais longo que o normal, ele inferirá que ocorreu uma mu-
dança de topologia e a árvore de cobertura deverá ser recalculada.

71 Melhores Práticas para Gerência de Redes de Computadores

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Comutador raiz

Porta raiz

Porta raiz

porta 1 porta 1

A B

C

Portas designadas

porta 2 porta 2

porta 1 porta 2

6.3 Formato das BPDUs
Como já vimos, os comutadores calculam a árvore de cobertura através de troca de
mensagens. Essas