Laboratório de rede

Teste 8

Conceitos básicos de LANE

Conclusões

A tecnologia Asynchronous Transfer Mode - ATM foi desenvolvida devido às novas necessidades na área de redes.

Tem seu embrião nas redes RDSI (Redes Digitais de Serviços Integrados), com o objetivo primordial de criar uma rede única,
capaz de atender a todos os tipos de serviços: áudio, dados e vídeo.

O fato que comprova a primeira afirmação é o grande número de serviços emergentes de comunicação, com diferentes e algumas
vezes desconhecidas, necessidades e características.

Principais características:

- É uma tecnologia de rede baseada na transferência de dados em células de tamanho fixo. O tamanho da célula é relativamente
pequeno quando comparado as unidades de informação utilizadas por tecnologias mais antigas.

- É uma tecnologia orientada a conexão. Dessa forma, antes da transmissão de dados é criado um circuito virtual, semelhante
ao circuito estabelecido numa comunicação por telefone. Somente após o estabelecimento desse canal é que se dá a comunicação.
Isso garante que as células percorrerão todas o mesmo caminho até o destino, chegando a ele na mesma ordem em que foram enviadas.

Esse conceito difere bastante do conceito usado em redes TCP/IP, nas quais as informações são divididas em pacotes que
podem trafegar por diferentes rotas até o seu destino, podendo inclusive chegar fora de ordem.

- O ATM substitui a primeira camada e uma parte da segunda do modelo OSI. O ATM está em contato direto com a subcamada MAC.

- O ATM possui mecanismos de QoS - Quality of Service. A tecnologia possibilita caracterizar os circuitos virtuais
previamente, antes de seu estabelecimento. Isso significa que, para uma videoconferência, é possível alocar banda e
estabelecer parâmetros como tempo de atraso máximo e variação do mesmo, por exemplo. Assim, é possível assegurar
características individuais de transmissão para cada tipo diferente de aplicação que irá ser utilizada (mail, videoconferência, etc).

- Cada equipamento ATM possui também um endereço ATM. Esses endereços têm o tamanho de 20 bytes, havendo entre
eles uma hierarquia bastante semelhante a utilizada no IP. Nos bytes 10, 11, 12 e 13 é que são definidos conceitos
de redes e hosts internos a essas redes.

- Existem diversos tipos de protocolos que possibilitam a comunicação entre equipamentos ATM. Aqui será abordado o
protocolo PNNI (Private Network to Network Interface), que se assemelha ao OSPF no que diz respeito a forma como calcula
suas rotas.

Dessa forma, cada switch monta uma árvore (Shortest Path Tree) com o melhor (diferente de menor) caminho para cada nó da rede,
tendo ele próprio como ponto de partida. Com base nessa árvore e nas informações das árvores de outros switches, é montada a
tabela de rotas.

- Existe ainda o protocolo UNI (User to Network Interface), utilizado para conectar um ou mais usuários da rede
a um switch.

- As implementações atuais de ATM possibilitam taxas de transferência de 25Mbps até 2 Gbps.

- Existem diversas formas de fazer redes IP se utilizarem da infra-estrutura ATM. Aqui será abordada a LANE - LAN Emulation,
da mesma forma como é implementado esse serviço na Rede Rio de Computadores. De uma forma básica, uma LANE é uma LAN virtual,
em que os equipamentos se comunicam e fazem parte da mesma rede IP independentememte de sua localização física.

A LANE trabalha com o modelo Cliente-Servidor: assim, existe sempre um servidor para um ou mais clientes. Cada cliente é
responsável por um ou mais MAC Addresses.

Em toda LANE existem pelo menos essas duas entidades:

- LES (Lan Emulation Server): sua principal função é dar suporte ao LE-ARP (Lan Emulation Address Resolution
Protocol), necessário para que o cliente fonte determine o endereço ATM do cliente destino, responsável por um
certo endereço MAC. Basicamente é a entidade responsável pelas funções de coordenação e controle da ELAN. Ele fornece
recursos para o registro e a resolução de endereços MAC.

Pode-se entender esse procedimento como a associação entre endereços desse tipo e endereços ATM. Normalmente, o LES está
localizado em um switch ATM, havendo um por ELAN e identificado por um endereço único.

- LEC (Lan Emulation Client): é a entidade que executa as funções de transferência de dados, resolução de endereços e outras
funções de controle. É o LEC que fornece às camadas superiores as interfaces de serviços que emulam a subcamada MAC das ELANs.

Um LEC está sempre associado a um único endereço ATM, podendo representar (estar associado) um ou mais MACs.
No caso de um switch Ethernet com uplink ATM, o LEC residente estará associado com todos os endereços MAC
alcançáveis através de suas portas e que estejam configurados numa ELAN particular. No caso de PCs com placas de
rede ATM, um endereço ATM está associado a um único endereço MAC. De uma forma geral, uma ELAN é composta por um conjunto
de LECs.

Este teste tem como objetivo fazer uma simulação de como funciona a Rede Rio de Computadores.

Será montada uma infra-estrutura ATM com dois switches interligados por fibra óptica.

Esses equipamentos possuem um módulo Fast Ethernet, onde serão conectados roteadores.

É importante frisar que a ligação entre os switches é ATM, enquanto que a ligação dos roteadores aos switches é Ethernet.

Arquitetura utilizada na rede

- Na figura acima, os roteadores 4000 e cisco1 utilizam a infra-estrutura ATM para se comunicar - funcionamento da Rede Rio.
- Estão relacionados também, todos os LECs e o LES da rede. Cada switch possui um LEC próprio do equipamento (em preto) e outro LEC
  (em vermelho) representando o módulo Ethernet.

Configuração dos equipamentos

Comandos para os switches IBM ATM modelo 8265

Todos os comandos virão sempre em pares. Um fazendo a configuração e outro confirmando-a.

Designação do endereço ATM do switch:

CBPF>
CBPF> set pnni node:0 atm_address:47.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.0
Set request executed.
Issue COMMIT PNNI to activate if this is your final 'SET PNNI' entry.
Issue UNCOMMIT PNNI to cancel, removes all 'set pnni' since last COMMIT PNNI.
CBPF>
CBPF> commit pnni * para salvar o que foi feito.*
COMMIT execution will first SAVE pnni configuration updates then RESET Hub..
Are you sure ? (Y/N) Y
CBPF>

Obs.: para cada switch teremos um endereço ATM diferente.
Observe também que esse endereço representa o switch 01, dentro da rede 10.11.12.
O outro switch deverá ser designado como 10.11.12.02.

Confirmação:

CBPF>
CBPF> show device
8265 ATM Control Point and Switch Module
Name : 8265
Location :
CAT/CBPF

For assistance contact :

Manufacture id: 930
Part Number: 25L4454 EC Level: F12599
Boot EEPROM version: v.4.1.3
Flash EEPROM version: v.4.1.3 (PNNI)
Flash EEPROM backup version: v.3.3.3 (PNNI)
Last Restart : 15:34:20 Mon 18 Jun 2001 (Restart Count: 29)

A-CPSW
-------------------------------------------------------------------------------
> Subnet ethernet: Up
IP address: 152.84.250.254. Subnet mask: FF.FF.FF.00
MAC Address: 0006291F929E (BIA)
> Subnet atm: Connection establishment to ARP cleared
(Cause code : 0x03. See ATM Forum.)
IP address: 8.2.6.5. Subnet mask: FF.FF.FF.00

> Subnet lan emulation ethernet/DIX
Abnormal termination:LES connection cleared. ATM Forum cause 0x3
Config ELAN Name :""
Actual ELAN Name :""
MAC Address: 987612345000
IP address : 1.2.3.6. Subnet mask: FF.FF.FF.00
ATM address :47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.00
Config LES addr:47.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00
Actual LES addr:47.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00
BUS ATM address:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
Config LECS add:none
Actual LECS add:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
LEC Identifier: 0. Maximum Transmission Unit: 0
> Subnet lan emulation token ring
Not Started
Config ELAN Name :""
Actual ELAN Name :""
MAC Address: 00062977129E
IP address : 0.0.0.0. Subnet mask: 00.00.00.00
ATM address :47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.01
Config LES addr:none
Actual LES addr:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
BUS ATM address:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
Config LECS add:none
Actual LECS add:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
LEC Identifier: 0. Maximum Transmission Unit: 0

Default Gateway : Change route failed. The destination network cannot be reached

-------------------------------------------------------------------------------
IP address: 1.2.3.5

ARP Server:
-------------------------------------------------------------------------------
ATM address: 47.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00

Device configured for PNNI port capability.
Device configured for Lan Emulation Servers.
Dynamic RAM size is 32 MB. Migration: off. Diagnostics: enabled.
Device defined as primary.
Memory profile: Mixed (32_P_M)
Duplicate ATM addresses are not allowed.
Accounting is enabled.
CBPF>

Obs.: com este comando podemos verificar também a configuração dos clientes ATM (LEC) internos
ao switch.

Configuração de um LES:

CBPF>
CBPF> set lan_emul server 1 start eth 20 1516
Enter emulated LAN name:
grupo_1
Starting server.
CBPF>

Obs.: este comando cria um LES Ethernet no switch, com um máximo de 20 LECs,
e com tamanho máximo de frame Ethernet de 1516 bytes.

Confirmação:

CBPF> show lan_emul servers 1

-------------------------------------------------------------------------------
--------------------------- LAN Emulation Server 1 ---------------------------
Status : Running.
LAN type : Ethernet.
Actual ELAN name : "grupo_1".
Desired ELAN name : "grupo_1".
Actual max frame size : 1516.
Desired max frame size: 1516.
ATM address : 47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02
LEC Id Range : 1 to 20.
Current number of operational clients : 0.
CBPF>

Configuração do LEC do switch:

CBPF>
CBPF> set device lan_emulation_client eth eth_type:diX ip_address:10.0.0.1 subnet_mask:ff.ff.ff.0
no_lecs_with_les:47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02 emulated_lan_name
Enter Emulated LAN Name:
grupo_1
Client starting.
CBPF>

Confirmação:

CBPF> show device
8265 ATM Control Point and Switch Module
Name : 8265
Location :
CAT/CBPF

For assistance contact :

> Subnet lan emulation ethernet/DIX
Up
Config ELAN Name :"grupo_1"
Actual ELAN Name :"grupo_1"
MAC Address: 987612345000
IP address : 10.0.0.1. Subnet mask: FF.FF.FF.00
ATM address :47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.00 endereço ATM do LEC
Config LES addr:47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02
Actual LES addr:47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02 endereço ATM do LES
BUS ATM address:47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02
Config LECS add:none
Actual LECS add:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
LEC Identifier: 1. Maximum Transmission Unit: 1492
> Subnet lan emulation token ring
Not Started
Config ELAN Name :""
Actual ELAN Name :""
MAC Address: 00062977129E
IP address : 0.0.0.0. Subnet mask: 00.00.00.00
ATM address :47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.01
Config LES addr:none
Actual LES addr:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
BUS ATM address:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
Config LECS add:none
Actual LECS add:00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
LEC Identifier: 0. Maximum Transmission Unit: 0

Default Gateway : Change route failed. The destination network cannot be reached

-------------------------------------------------------------------------------
IP address: 1.2.3.5

ARP Server:
-------------------------------------------------------------------------------
ATM address: 47.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00

Conectando os módulos:

CBPF> set module 15 connected enable
Slot 15:Module set
CBPF>

Confirmação:

CBPF> show module 15

Slot Install Connect Operation General Information
-------------------------------------------------------------------------------
15 Y Y Y 8265 ATM 4 ports 155 Mbps Module
CBPF>

Configuração de uma porta PNNI:

CBPF> set port 15.1 enable pnni frame_format:sonet ilmi_vpi_vci:0.16
15.01:Port set
CBPF>

Confirmação:

CBPF>
CBPF> show port 15.1 verbose

Type Mode Status
-------------------------------------------------------------------------------
15.01:PNNI enabled UP

ILMI status : UP
ILMI vci : 0.16
RB Bandwidth : unlimited
Police admin. : off
Police oper. : off
Signalling vci : 0.5
Routing vci : 0.18
Aggregation token : 0
RB Admin weight : 5040
NRB Admin weight : 5040
VPI range admin. : 0-15 (4 bits)
VCI range admin. : 0-1023 (10 bits)
VPI range oper. : 0-15 (4 bits)
VCI range oper. : 0-1024 (10 bits)
Connector : SC DUPLEX
Media : monomode fiber
Port speed : 155000 kbps
Connection shaping : Off.
Remote device is active

Frame format : SONET STS-3c
Scrambling mode : frame and cell
Clock mode : internal

CBPF>

Obs.: esta é a porta de comunicação entre os dois switches. A porta é configurada utilizando o formato de quadro SONET.
Também é possível ver a configuração de um VPI/VCI=0.16. Esse é o par VPI/VCI padrão que o LEC utiliza para se comunicar com o LES.

Configuração de uma porta UNI:

CBPF> set port 5.1 enable uni uni_type:private signalling_version:sign_3_1
frame_format:sonet ilmi_vpi_vci:0.16
5.01:Port set
CBPF>

Confirmação:

CBPF>
CBPF> show port 5.1 verbose

Type Mode Status
------------------------------------------------------------------------------
5.01:UNI enabled UP

UNI Type : Private
Signalling Version : 3.1
> Oper Sig. Version : 3.1
ILMI status : UP
ILMI vci : 0.16
RB Bandwidth : unlimited
Signalling vci : 0.5
RB Admin weight : 5040
NRB Admin weight : 5040
VPI range admin. : 0-15 (4 bits)
VCI range admin. : 0-1023 (10 bits)
VPI range oper. : 0-0 (0 bits)
VCI range oper. : 0-1024 (10 bits)
Connector : SC DUPLEX
Media : multimode fiber
Port speed : 155000 kbps
Connection shaping : Off.
Remote device is active

Frame format : SONET STS-3c
Scrambling mode : frame and cell
Clock mode : internal

CBPF>

Obs.: esta é a porta de comunicação entre o switch e o módulo Ethernet do mesmo.
Apesar de esse módulo não estar conectado ao switch via cabo ou fibra, é necessária essa configuração,
para informar que ali serão conectados um ou mais LECs.

Conclusões


Neste ítem será mostrada a tabela do LES do 8265, contendo os seus clientes (LECs).
Também será mostrada a tabela de roteamento dos roteadores utilizados.



Para o 8265:

CBPF>
CBPF> show lan_emul servers 1

-------------------------------------------------------------------------------
--------------------------- LAN Emulation Server  1 ---------------------------
Status                : Running.
LAN type              : Ethernet.
Actual ELAN name      : "grupo_1".
Desired ELAN name     : "grupo_1".
Actual max frame size : 1516.
Desired max frame size: 1516.
ATM address : 47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01.14.15.16.17.18.19.02
LEC Id Range          : 1 to 20.
Current number of operational clients : 2.
Local : 47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.01 
14.15.16.17.18.19.00 (port 0.0) OPERATIONAL NonProxy	LEC interno ao switch
02.3F.45.6E.A1.98.01 (port 5.1) OPERATIONAL Proxy	LEC do módulo Ethernet (cisco1)
Remote : 47.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.02
14.15.16.17.18.19.00 (port 15.1) OPERATIONAL NonProxy	LEC interno do outro switch
02.3F.45.EF.B2.A7.01 (port 15.1) OPERATIONAL Proxy	LEC do módulo Ethernet do outro switch (4000)
CBPF>


Para o 4000:

<4000>#
<4000>#show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default
       U - per-user static route, o - ODR

Gateway of last resort is not set

C    192.80.209.0/24 is directly connected, Ethernet0
C    200.20.6.0/24 is directly connected, Loopback0
R    200.156.10.0/24 [120/1] via 192.80.209.13, 00:00:04, Ethernet0
<4000>#


Para o cisco1:

cisco1#
cisco1#show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default
       U - per-user static route, o - ODR

Gateway of last resort is not set

C    192.80.209.0/24 is directly connected, Ethernet0
C    200.156.10.0/24 is directly connected, Loopback0
R    200.20.6.0/24 [120/1] via 192.80.209.14, 00:00:12, Ethernet0
cisco1#


Observe que para os dois roteadores, não há diferença alguma entre a tabela de roteamento atual e a que teria sido
obtida se eles estivessem conectados diretamente, como na figura abaixo:







Dessa forma, está comprovado que a infra-estrutura ATM está "escondida" das aplicações e,
para elas, não importa a tecnologia de transporte utilizada.

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