Projeto Integrador Transdisciplinar em Redes de Computadores II: Configuração de VLANs e DHCP

Projeto Integrador Transdiciplinar em Redes de Computadores II Material Teórico Responsável pelo Conteúdo Prof Dr Vagner da Silva Revisão Textual Profª Esp Kelciane da Rocha Campos Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP LAN Virtual VLAN DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Entender como a segmentação da rede LAN usando VLANs pode trazer benefícios para aumentar a produtividade pelo melhor desempenho da rede Conhecer como um roteador pode ser confi gurado com o serviço DHCP para oferecer endereços IPv4 para a rede LAN bem como entender os benefícios relacionados ao controle dinâmico desses endereços OBJETIVOS DE APRENDIZADO Projeto Fase 4 Confi guração de VLANs e do DHCP Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional siga algumas recomendações básicas Assim Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina Por exemplo você poderá determinar um dia e horário fixos como seu momento do estudo Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo No material de cada Unidade há leituras indicadas e entre elas artigos científicos livros vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade Além disso você tam bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados Após o contato com o conteúdo proposto participe dos debates mediados em fóruns de discus são pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento além de propiciar o contato com seus colegas e tutores o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Determine um horário fixo para estudar Aproveite as indicações de Material Complementar Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias Isso amplia a aprendizagem Seja original Nunca plagie trabalhos UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP LAN Virtual VLAN Aplicar as melhores técnicas em configurações de equipamentos oferece benefícios como a melhoria de desempenho de tráfego e consequentemente possibilita a melhoria da produtividade dos colaboradores de uma empresa Uma das técnicas aplicadas para melhorar o desempenho da rede é a segmentação da rede LAN isso segmenta o domínio de broadcast evitando que a rede tenha um mau comportamento Ao se focar na segmentação da rede LAN as atenções são voltadas para a ca mada dois do modelo OSI É nessa camada que o switch faz os controles de envios de quadros e é nesse equipamento que se estabelecem configurações para a seg mentação da rede LAN Essa segmentação da rede LAN pode ser feita por uma técnica identificada por VLANs As VLANs são redes criadas virtualmente e são configuradas em switches elas fornecem segmentação e permitem flexibilidade organizacional pois uma rede virtual pode agrupar máquinas que estão em espaços geograficamente diferentes da empresa O switch aceita a configuração de várias VLANs e cada uma delas é considerada uma rede lógica separada Por essa característica um quadro que tenha como des tino uma outra VLAN deverá ser enviado para um gateway roteador ou switch de layer 3 para ser roteado na rede As VLANs devem seguir um critério de criação e devem ser definidas no projeto geralmente elas são criadas considerandose grupos que estejam no mesmo de partamento projeto ou seções Além desses agrupamentos é possível em alguns casos segmentar a rede por características de tráfego Com as VLANs é possível implementar políticas de acesso e segurança con siderandose os grupos segmentados Cada porta do switch pode ser vinculada a apenas uma VLAN e podem ser criadas várias VLANs em um switch Cada VLAN criada tem um endereço de rede diferente para ela portanto devese considerar um projeto com endereçamento hierárquico para compor essas VLANs criadas Por padrão todas as portas do switch da fabricante CISCO estão atribuídas à VLAN 1 por esse motivo todas as portas se comunicam com as outras portas do switch A partir do momento que outras VLANs são criadas as portas associadas a essas outras VLANs não irão se comunicar pois as máquinas vinculadas a essas portas terão endereço IPv4 de outra rede Vamos configurar VLANs na topologia apresentada na Figura 1 8 9 Figura 1 Topologia para confi guração da VLAN Fonte Acervo do Conteudista Utilizaremos o switch 2 para configuração da VLAN Como pode ser observado temos três máquinas conectadas ao switch 2 Será usado o PC 3 conectado a fast 03 do switch e o PC 4 conectado a fast 010 do switch Iremos criar duas VLANs e configuraremos o switch e as máquinas conforme o Quadro 1 Quadro 1 Confi guração do Switch 2 e PCs Equipamento Porta VLAN Endereço rede Máscara Switch 2 03 10 010 20 PC3 VLAN 10 19216833 255255255128 PC4 VLAN 20 1921683130 255255255128 Para criar as VLANs entre no modo de configuração de linha de comando do switch 2 e execute os comandos a seguir Switchenable Switchconfigure terminal Switchconfigvlan 10 Switchconfigvlanname contabilidade Switchconfigvlanexit Switchconfigvlan 20 Switchconfigvlanname engenharia Switchconfigvlanend 9 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Após executar os comandos para configuração das VLANs elas já estarão dis poníveis para vincular as portas do switch a cada VLAN A Figura 2 apresenta as informações das VLANs que estão configuradas no switch 2 Figura 2 Lista das VLANs do switch 2 Fonte Acervo do Conteudista Como pode ser obervado na Figura 2 há disponível a VLAN 1 considerada a VLAN padrão todas as portas dos switches estão vinculadas a ela Podese notar também as duas VLANs criadas a VLAN 10 contabilidade e a VLAN 20 enge nharia sem nenhuma porta associada a elas O próximo passo é associar as portas às VLANs 10 e 20 conforme definido no quadro 1 O PC 3 será vinculado à VLAN 10 e o PC 4 ficará na VLAN 20 Execute os comandos abaixo para vincular as portas às VLANs Switchconfigure terminal Switchconfiginterface fastEthernet 03 Switchconfigifswitchport mode access Switchconfigifswitchport access vlan 10 Switchconfigifexit Switchconfiginterface fastEthernet 010 Switchconfigifswitchport mode access Switchconfigifswitchport access vlan 20 10 11 Após aplicar os comandos para vincular as portas às VLANs observase que essas portas deixaram de ser vinculadas à VLAN 1 e estão vinculadas às VLANs criadas A Figura 3 apresenta como está a configuração Figura 3 Lista de VLANs e portas associadas Fonte Acervo do Conteudista Como o PC 3 está conectado à porta fast 03 e a porta fast 03 foi vinculada à VLAN 10 então o PC 3 pertence à VLAN 10 O mesmo raciocínio é aplicado para o PC 4 Temos que configurar os PCs cada um deles em uma rede diferente conforme definido no Quadro 1 Para configurar o PC 3 selecioneo e na aba Desktop selecione IP Configuration A Figura 4 apresenta como ficará a configuração do PC 3 Figura 4 Confi guração do endereço IP do PC 3 Fonte Acervo do Conteudista 11 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Faça a configuração do PC 4 observando o endereço e máscara conforme defi nido no Quadro 1 A Figura 5 apresenta a configuração do PC 4 Figura 5 Configuração do endereço IP do PC 4 Fonte Acervo do Conteudista A configuração definida até este ponto do processo não permite a comunicação entre as máquinas pois elas embora estejam no mesmo switch estão configuradas com endereços de redes diferentes um para cada VLAN A Figura 6 apresenta o comando ping executado no PC 3 tentando alcançar o PC 4 Figura 6 Testando conectividade Fonte Acervo do Conteudista Até essa etapa da configuração somente as portas vinculadas na mesma VLAN com máquinas configuradas com endereços IPs na mesma rede irão se comunicar Resumindo somente as máquinas que estão configuradas na mesma VLAN irão se comunicar 12 13 Para permitir que máquinas configuradas em diferentes VLANs se comuniquem é necessário configurar um gateway que tem a capacidade de rotear pacotes Na topologia apresentada o roteador 2 será usado para rotear pacotes e permitir a comunicação entre as VLANs 10 e 20 Quando o tráfego de pacotes de uma VLAN tem que alcançar outros destinos que não sejam uma máquina configurada em sua própria VLAN esse tráfego deve seguir por outros dispositivos como switch de layer 3 ou roteador Nesse caso haverá no mínimo uma porta ligada a outro dispositivo Nessa topologia a porta fast 01 do switch está conectada à porta fast 00 do roteador e ela será usada como meio de transporte de todo tráfego para todas as VLANs que tiverem pacotes para trafegar fora de seus domínios Para permitir que várias VLANs tenham seus pacotes trafegando para outras redes temos que configurar um tronco um caminho que permitirá que quadros das VLANs possam trafegar por ele O tronco deve ser configurado nas duas pontas nesse caso a interface fast 01 do swicth e na interface fast 00 do roteador No roteador além de configurar a interface fast 00 para o tronco temos que configurar também subinterfaces uma para cada VLAN criada Vamos configurar um tronco no switch entre na configuração de linha de comando e execute os comandos a seguir Switchenable Switchconfigure terminal Switchconfiginterface fastethernet 01 Switchconfigifswitchport mode trunk A configuração baseiase em entrar na interface que se tornará um tronco e apli car os comandos definindoa como tronco Agora precisamos entrar na configuração de linha de comando do roteador 2 e aplicar os comandos a seguir para configurálo Routerenable Routerconfigure terminal Routerconfiginterface fastethernet 00 Routerconfigifno ip address Routerconfigifinterface fastethernet 001 Routerconfigsubifencapsulation dot1Q 10 Routerconfigsubifip address 19216831 255255255128 13 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Routerconfigsubifexit Routerconfiginterface fastethernet 00 Routerconfigifinterface fastethernet 002 Routerconfigsubifencapsulation dot1Q 20 Routerconfigsubifip address 1921683129 255255255128 Routerconfigsubifend O Quadro 2 apresenta os comandos para a configuração do roteador Quadro 2 Principais comandos para a configuração do roteador Comando Descrição Routerconfigifno ip address Aplicado para apagar qualquer endereço IP configurado na interface nesse caso fastethernet 00 Routerconfigifinterface fastethernet 001 Cria dentro da interface 00 uma subinterface com identificação 001 Routerconfigsubifencapsulation dot1Q 10 Utilizado para encapsular esta subinterface como tronco O protocolo para tronco é o dot1q Nesse comando é vinculada à essa sub interface a VLAN criada nesse caso a VLAN 10 Routerconfigsubifip address 19216831 255255255128 Atribui endereço IP à subinterface criada Após aplicarmos os comandos para criação da subinterface devemos configurála para um tronco pelo comando Routerconfigsubifencapsulation dot1Q 10 em que dot1q é o protocolo para tornála um tronco e o valor 10 é a vinculação dessa subinterface à VALN 10 e permitimos que os pacotes da VLAN 10 sejam roteados A mesma configuração deve ser feita para a VLAN 20 Após a configuração os pacotes já devem ser roteados e as máquinas pertencentes a VLANs diferentes e consequentemente a redes diferentes já podem alcançar uma a outra A Figura 7 apresenta o teste de conectividade entre as duas VLANs Figura 7 Testando conectividade Fonte Acervo do Conteudista 14 15 Para que os pacotes tenham como destino a internet um protocolo de rote amento dinâmico ou então um roteamento padrão deve ser configurado Nessa simulação o protocolo de roteamento dinâmico OSPF foi configurado A Figura 8 apresenta parte da configuração do roteador Como pode ser observado está sendo divulgada a rede network 19216830 000255 area1 1 esta rede é a rota resumida ou super rede para as redes 19216830 255255255128 e 1921683128 255255255128 Figura 8 Comando show runningconfi g Fonte Acervo do Conteudista A definição de quantas e como serão criadas as VLANs faz parte do projeto de redes Elas devem ser bem planejadas para oferecer o melhor desempenho da rede Segmentar as redes VLAN por departamento é muitas vezes uma boa prática para configuração de redes no entanto se o departamento tiver muitas máquinas configuradas é interessante pensar em dividilas em outras VLANs DHCP Dynamic Host Configuration Protocol O DHCP é um protocolo desenvolvido para fornecer informações como endere ços IPs máscara de subrede gateway e endereço do servidor DNS às máquinas clientes de uma rede para que possam ser configurados de forma dinâmica Ao utilizar uma máquina como servidor DHCP o trabalho de gerenciamento de uma rede se torna mais fácil e confiável pois não é necessária a configuração manual dos endereços e outras informações que estão sendo usadas nas máquinas A máquina configurada como DHCP gerencia a alocação de endereços IPs respondendo às solicitações dos clientes que necessitam de endereços IPs para se comunicarem pela rede As máquinas clientes recebem a alocação das informações do servidor por um determinado tempo definido pela configuração no próprio servidor Quando o tem po da alocação expira o cliente precisa solicitar outro endereço que na maioria das vezes será o mesmo que estava alugado 15 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Na configuração do servidor o administrador define a faixa de endereços que será ofertada e por quanto tempo eles permanecerão nas máquinas Nesses servi dores é possível vincular os endereços MAC das máquinas que receberão endere ços IPs fixos esses são os casos dos servidores ou outros equipamentos que exigem endereços fixos Após a configuração do servidor DHCP uma série de mensagens é trocada en tre a máquina cliente e a máquina configurada como servidor para que o endereço IP seja alocado de forma correta Vamos usar a mesma topologia já usada nesta aula para configurar o roteador como um servidor DHCP Figura 9 Topologia para configuração do DHCP Fonte Acervo do Conteudista Entre na configuração de linha de comando do roteador e execute os comandos a seguir para ele oferecer o serviço de DHCP Routerenable Routerconfigure terminal Routerconfigip dhcp pool CONTAS Routerdhcpconfignetwork 19216810 2552552550 Routerdhcpconfigdefaultrouter 19216811 Com essas configurações efetuadas o roteador já está apto a conceder endere ços IPs para as máquinas que estão na rede e configuradas para receber endereço automaticamente 16 17 Vamos inserir mais uma máquina na rede e configurála para receber endereço do servidor DHCP Insira mais uma máquina e não a conecte no switch ainda Abra a janela de configuração deste PC e abra a aba Config Selecione a opção DHCP A Figura 10 apresenta a janela para configuração do endereço IP Figura 10 Confi guração do PC Fonte Acervo do Conteudista Selecionando a opção DCHP estamos configurando o PC para obter endereço IP automaticamente Ao ligar o computador ou então ao conectálo no switch ele irá solicitar um endereço IP e outras informações via broadcast para a máquina que estiver com o serviço DHCP Nesse caso o roteador responderá à solicitação informando os dados que foram configurados Para verificar a configuração estabelecida no computador abra a janela de configuração e abra a aba Config e as informações de configuração no roteador serão estabelecidas A Figura 11 apresenta as informações configuradas no PC Figura 11 Informações confi guradas no PC Fonte Acervo do Conteudista 17 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Alguns endereços IPs que estão configurados para serem alocados podem ser destinados a servidores ou outras máquinas que precisam ter seus endereços fixos ou seja devem ser configuradas com os mesmos endereços Há também situações como a que está ocorrendo nessa configuração em que o roteador já tem configurado um endereço IP fixo e esse não pode ser oferecido pelo motivo de possíveis conflitos Para esses casos temos como solicitar ao servidor DHCP nessa simulação o roteador para não oferecer esse endereço que já está sendo usado Para isso de vemos informar na configuração DHCP que sejam excluídos os endereços que não serão ofertados Execute os comandos a seguir para excluir o endereço que não poderá ser ofertado Routerenable Routerconfigure terminal Routerconfigip dhcp excludedaddress 19216811 Com esse comando o endereço IP 19216811 não será ofertado pelo DHCP pois este já está sendo usado na interface fastethernet do roteador Para verificar os endereços alocados aplique o comando indicado na Figura 12 e verá o endereço 19216813 já alocado para o endereço MAC indicado Figura 12 Informações configuradas no PC Fonte Acervo do Conteudista Caso queira configurar mais endereços que não serão alocados por exemplo endereços do 1 ao 50 não sendo concedidos utilize o comando a seguir Routerconfigip dhcp excludedaddress 19216811 192168150 18 19 É possível estabelecer outras configurações como endereço do servidor DNS e o tempo em que será feita a concessão dos endereços solicitados Para configurar o DNS execute o comando abaixo Routerdhcpconfigdnsserver 19216811 Para configurar o nome do servidor de domínio e permitir que o servidor DHCP forneça essa informação para as máquinas execute o comando a seguir Routerdhcpconfigdefaultname GRUPO O packet tracer não comporta o comando para definir o tempo de concessão pois se isso fosse possível o seguinte comando seria aplicado para reservar o ende reço por sete dias Routerdhcpconfiglease 7 O servidor DHCP pode verificar se há conflitos de endereços na rede Para ve rificar esta inconsistência execute o comando da Figura 13 Figura 13 Comando para encontrar confl itos de endereços IPs Fonte Acervo do Conteudista Embora seja possível configurar DHCP em roteadores este procedimento deve ser evitado pois como boa prática em projeto de redes o roteador deve ficar com sua principal operação que é a de rotear pacotes principalmente se for o roteador de borda da empresa 19 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP É conveniente distribuir as atividades para outros equipamentos de redes assim podese contribuir para o melhor desempenho da rede de computadores Geral mente utilizase para servidores DHCP um servidor já configurado com outros serviços na rede ele pode oferecer este tipo de serviço deixando o roteador para a sua principal função que é a de rotear pacotes O servidor DHCP pode ser também configurado para fornecer endereços IPv6 portanto para essa nova versão de IP é possível usar um servidor DHCP Isso faci litará ainda mais o controle dos endereços na rede pois um endereço IPv6 é bem maior e mais trabalhoso de controlar e configurar que um endereço IPv4 20 21 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade Sites Criando vlan de Ethernet em Catalyst Switches Veja no link a seguir mais comandos para complementação da configuração de VLANs httpbitly2vZhFhP Exemplo de truncamento ISL e 8021Q entre Switches de configuração fixa Catalyst da camada 2 e Switches CatOS O conceito de tronco é necessário para a configuração das VLANs Leia o texto disponibilizado no link httpbitly2vZgqz2 Configurando dinamicamente as opções do servidor de DHCP Veja mais sobre servidores DHCP httpbitly2vWP8cz DHCPv6 usando o exemplo de configuração da característica da delegação do prefixo No link a seguir você irá aprender a configurar IPv6 httpbitly2vZqyYy 21 UNIDADE Projeto Fase 4 Configuração de VLANs e do DHCP Referências CHAPPELL L FARKAS D Diagnosticando redes Cisco InternetWork Troubleshooting São Paulo Pearson Education do Brasil 2002 MATTHEW H B Projeto de Interconexão de redes Cisco InternetWork Design São Paulo Pearson Education do Brasil 2003 22 Cruzeiro do Sul Educacional