PACKET TRACER CISCO Laboratório de Configuração
WAN - Frame Relay
2014
Carlos Rodrigue s
Digitally signed by Carlos Rodrigues DN: cn=Carlos Rodrigues, o=carlosrodrigues.it, ou=carlosrodrigues.it, email=geral@carlosrodrigues. it, c=BR Date: 2014.04.21 19:01:16 -03'00'
Carlos M.S. Rodrigues
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 3 1 EXERCÍCIO ............................................................................................................ 4 1.1 DIAGRAMA ......................................................................................................... 4 2 PACKET TRACER ................................................................................................. 5 2.1 ESQUEMA DE REDE LÓGICA ........................................................................... 5 2.2 ENDEREÇAMENTO DE SUB-REDES .............................................................. 10 2.3 CONFIGURAÇÕES CLI .................................................................................... 13 2.4 ROTEAMENTO DINÂMICO .............................................................................. 16 2.5 TESTES DE CONECTIVIDADE ........................................................................ 19 CONCLUSÃO OU CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................ 22 REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 25
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INTRODUÇÃO
Configurando uma rede WAN com o protocolo FRAME RELAY. Rede Matriz-Filial (Hub and spoke) com o simulador Packet Tracer 5.3.3
A Empresa de Cosméticos CHATÔN DIEM, com sede em Curitiba, possui 4 filiais no Rio de Janeiro, São Paulo, Belo Horizonte e Porto Alegre.
Os roteadores serão do tipo Cisco 1841 com placa WIC-1T (serial), com encapsulamento Frame Relay, point-to-point, padrão Cisco.
Os switches serão do tipo 2950 com 24 portas 10/100M. O roteador do nó central apresenta 4 subinterfaces. Configure os DLCI´s como mostrado no Diagrama.
Cada LAN local deverá ter endereçamento IP que suporte até 200 hosts, criando-se subredes para o IP 10.30.0.0. Não é necessário popular cada sub-rede com todos seus hosts, mas pelo menos 2 hosts cada.
Obs.: O endereço IP poderá ser fixo ou dinâmico (via servidor DHCP) à escolha do aluno.
Na rede WAN utilize o endereço IP 192.168.10.0/30. Utilize o protocolo RIP ou rotas estáticas para roteamento entre as sub-redes criadas.
Você deverá ser capaz de executar o comando “ping” entre as interfaces WAN dos roteadores e entre as LAN remotas, lembrando que a rede “hub and spoke” o trânsito de pacotes sempre passa pelo nó central (hub).
Na nuvem Frame Relay informar os DLCIs correspondentes nas interfaces diretamente conectadas à nuvem e 3 PVCs conforme mostrado no Diagrama.
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EXERCÍCIO
1.1 DIAGRAMA
Figura 1.1 – Rede WAN com tecnologia Frame Relay
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PACKET TRACER
2.1 ESQUEMA DE REDE LÓGICA
O esquema de rede de topologia Lógica proposto para esta atividade, resultou na Fig. 1.2 apresentada em baixo, apenas alguns pontos se devem mencionar antes de passarmos para o endereçamento propriamente dito, pois estes não estão na base do layout apresentado inicialmente.
Download em: http://www.carlosrodrigues.it/projectos/cisco/frame.relay.av2.pkt
Figura 1.2 – Rede Lógica packet tracer reduzido
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Figura 1.3 – Rede Lógica packet tracer aumentada
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1. No diagrama inicial é apresenta a DLCI (data link connection identifier) 103 e a DLCI 104 no roteador Router4, porém como são apresentados 4 roteadores interligados na nuvem em modelo de “hub-and-spoke”, onde temos o router1 que centraliza todas as comunicações, foi considerado que cada sub-interface teria um CV (Circuito Virtual) associado, que neste caso vai ser do tipo permanente PVC ponto-a-ponto.
2. O dispositivo de nuvem com a Tecnologia Frame Relay que permite realizar as ligações do tipo serial, ficou configurada da seguinte forma, para os respectivos PVC´s: •
Interface Serial0 PT-CLOUD-NM-1S – PVC201
•
Interface Serial1 PT-CLOUD-NM-1S – PVC301
•
Interface Serial2 PT-CLOUD-NM-1S – PVC401
•
Interface Serial3 PT-CLOUD-NM-1S – PVC501
•
Interface Serial9 PT-CLOUD-NM-1S – PVC101, PVC103, PVC104 e PVC105
3. O interface Serial9 do Frame Relay liga diretamente no roteador router0 interface serial0/0/0, tem configurado as seguintes sub-interfaces:
•
Serial0/0/0 – Unassigned
•
Serial0/0/0.102
•
Serial0/0/0.103
•
Serial0/0/0.104
•
Serial0/0/0.105
4. Para ficar de mais fácil entendimento, os roteadores ligados na nuvem ficaram com DLCI´s com numeração diferentes, todavia esta não é uma exigência da
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tecnologia, mas uma boa prática utilizada normalmente, sendo que os roteadores ficaram com os respectivos circuitos virtuais: •
router2 – DLCI 201
•
router3 – DLCI 301
•
router4 – DLCI 401
•
router5 – DLCI 501
Como é necessário para ligações “serial”, de se ter um CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit) que é um dispositivo que converte os sinais digitais provenientes dos computadores para sinais digitais utilizados em comunicações síncronas normalmente em linhas WAN do tipo T1 / E1 ou T3 / E3, que se ligam normalmente por meio de cabos serial do tipo V35, X21 ou outro definido pela EIA/TIA, como se pode ver na imagem em baixo:
Figura 1.4 – Cabo serial padrão V.35 para redes síncronas
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Foi definido em projecto que a interface Serial0/0/0 do router2, com IP 192.168.10.2 / 30, seria considerado o DTE (Data Terminal Equipment ), o DCE (Data Communications Equipment, Data Circuit-terminating Equipment ) fica a cargo da nuvem Frame Relay com a interface Serial0.
No router3, a interface s0/0/0 com IP 192.168.10.6 / 30, seria considerada o DTE (Data Terminal Equipment ), o DCE (Data Communications Equipment, Data Circuit-terminating Equipment ) fica a cargo da nuvem Frame Relay com a interface Serial1.
No router4, a interface s0/0/0 com IP 192.168.10.10 / 30, seria considerada o DTE (Data Terminal Equipment ), o DCE (Data Communications Equipment, Data Circuit-terminating Equipment ) fica a cargo da nuvem Frame Relay com a interface Serial2.
No router5, a interface s0/0/0 com IP 192.168.10.14 / 30, seria considerada o DTE (Data Terminal Equipment ), o DCE (Data Communications Equipment, Data Circuit-terminating Equipment ) fica a cargo da nuvem Frame Relay com a interface Serial3. Na nuvem Frame Relay, a interface Serial9 foi considerada o o DCE (Data Communications Equipment, Data Circuit-terminating Equipment ) e a interface do router1 foi considerado o DTE (Data Terminal Equipment ).
O DCE permite determinar a frequência de clock, a determinação dos erros de transmissão e a codificação a ser utilizada, que na prática é a definição de como se envia e como se recebem os dados do outro lado. O packet tracer permite que um roteador possa tomar o papel de um DCE, desde que esteja devidamente configurado, neste caso não foi necessário uma vez que a nuvem Frame Relay assume este papel.
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2.2 ENDEREÇAMENTO DE SUB-REDES
Para a esquematização de todas as redes, vamos dividir as mesmas por rede LAN (Local Area Network) e rede WAN (Wide Area Network). Começando pela primeira, como a proposta mencionava que as redes LAN deveriam suportar até 200 “hosts”, foi utilizado uma máscara-de-rede /24 que suporta até um total de 254 “hosts” válidos, na Matriz Chatôn e nas filiais BHE, RJO, SPO e PAE.
Em baixo no quadro apresentamos as sub-redes para os roteadores
router1,
router2, router3, router4 e router5, respectivamente.
Rede
IP Inicial
IP Final
“Bits” Octeto 3
Matriz Chatôn – 10.30.0.0/24
10.30.0.1
10.30.0.254
11111111 - .255
Filial BHE – 10.30.1.0 / 24
10.30.1.1
10.30.1.254
11111111 - .255
Filial RJO – 10.30.2.0 / 24
10.30.2.1
10.30.2.254
11111111 - .255
Filial SPO – 10.30.3.0 / 24
10.30.3.1
10.30.3.254
11111111 - .255
Filial PAE – 10.30.4.0 / 24
10.30.4.1
10.30.4.254
11111111 - .255
Figura 1.5 – Sub-redes LAN que compõem as 4 filiais
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Como se pode verificar uma máscara de rede 255.255.255.0, vai permitir ter no 4 octecto 2^8 bits, o que vai dar um total de 256 IP´s, logo é mais que o suficiente para preencher os requisitos solicitados no trabalho.
Para a rede WAN, como proposto foi utilizada a rede 192.168.10.0 / 30 sendo que foram criados 4 sub-redes para interligar os 4 roteadores das filiais à nuvem do Frame Relay, chamado de FR Switch, conforme tabela em baixo:
Rede
IP Inicial
IP Final
“Bits” Octeto 4
192.168.10.0 / 30
192.168.10.1 / 30
192.168.10.2 / 30
11111100 - .252
192.168.10.4 / 30
192.168.10.5 / 30
192.168.10.6 / 30
11111100 - .252
192.168.10.8 / 30
192.168.10.9 / 30
192.168.10.10 / 30
11111100 - .252
192.168.10.12 / 30
192.168.10.13 / 30
192.168.10.14 / 30
11111100 - .252
Figura 1.6 – Rede WAN com sub-interfaces
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2.3 CONFIGURAÇÕES
Para se iniciar as configurações é necessário abordar alguns aspectos que fazem parte do simulador packet tracer, que disponibiliza a nuvem, chamada de “cloud” FR Switch, para permitir a configuração da tecnologia Frame Relay, como podemos ver na Figura 1.7 em baixo.
Figura 1.7 – Nuvem Frame Relay e Circuitos Virtuais Permanentes
De seguida apresentaremos as configurações nos roteadores propriamente dito, começando pelo router1.
Router1 (Configuração de Frame Relay)
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#interface Serial0/0/0 #no ip address #encapsulation frame-relay ietf #frame-relay lmi-type cisco #no shutdown ! #interface Serial0/0/0.102 point-to-point #ip address 192.168.10.1 255.255.255.252 #frame-relay interface-dlci 102 ! #interface Serial0/0/0.103 point-to-point #ip address 192.168.10.5 255.255.255.252 #frame-relay interface-dlci 103 ! #interface Serial0/0/0.104 point-to-point #ip address 192.168.10.9 255.255.255.252 #frame-relay interface-dlci 104 ! #interface Serial0/0/0.105 point-to-point #ip address 192.168.10.13 255.255.255.252 #frame-relay interface-dlci 105
Como podemos observar pela configuração realizada, não utilizamos o tipo de encapsulamento padrão que é cisco, neste caso poderia ser porque estamos em uma ambiente de simulação com equipamentos CISCO, mas se fosse em produção e algum roteador de borda fosse não-proprietário da marca CISCO, o recomendado seria utilizar o encapsulamento que utilizamos, o ietf, isto para garantir uma compatibilidade 100% entre os equipamentos espalhados na rede WAN.
O comando frame-relay lmi-type cisco também foi configurado no interface Serial0/0/0, no entanto como ele é o “default”, não seria necessário ser inserido,
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contudo por motivos de apresentação, o mesmo foi configurado, assim como nos interfaces serial que ligam a FR Switch às filiais.
Ainda sobre esta configuração a CISCO informa que:
“A Cisco suporta três tipos Local Management Interface (LMI) diferentes para Frame Relay: Cisco, ANSI Anexo D e Q933-A Anexo A. Começando com o Cisco IOS Software Release 11.2, o recurso autosense LMI permite que uma interface de Frame Relay detecte automáticamente o tipo de LMI suportado pelo Switch Frame Relay (FR switch) diretamente conectado. Com base nas mensagens de status LMI que recebe do switch Frame Relay, o roteador configura automaticamente sua interface Frame Relay com o tipo de LMI suportado reconhecido pelo FR Switch.”
http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=170741&seqNum=3
Para os roteadores das filiais foram configurados os seguintes comandos em cada um, conforme descriminado em baixo.
Por motivos de testes, os interfaces dos roteadores foram configurados com o encapsulamento “default” cisco, só para confirmar na prática que a rede fica a funcionar correctamente.
Router2 (Configuração de Frame Relay)
#interface Serial0/0/0 #ip address 192.168.10.2 255.255.255.252 #encapsulation frame-relay #frame-relay lmi-type cisco #frame-relay interface-dlci 201 #no shutdown !
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Router3 (Configuração de Frame Relay)
#interface Serial0/0/0 #ip address 192.168.10.6 255.255.255.252 #encapsulation frame-relay #frame-relay lmi-type cisco #frame-relay interface-dlci 301 #no shutdown !
Router4 (Configuração de Frame Relay)
#interface Serial0/0/0 #ip address 192.168.10.10 255.255.255.252 #encapsulation frame-relay #frame-relay lmi-type cisco #frame-relay interface-dlci 401 #no shutdown ! Router5 (Configuração de Frame Relay)
#interface Serial0/0/0 #ip address 192.168.10.14 255.255.255.252 #encapsulation frame-relay #frame-relay lmi-type cisco #frame-relay interface-dlci 501 #no shutdown !
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A nível dos computadores em cada sub-rede, como foi apenas solicitado 2 “hosts” , cada PC foi configurado manualmente para não aumentar muito a complexidade deste trabalho, porém um servidor de DHCP poderia ter sido colocado em cada uma das sub-redes para atender a pedidos de clientes de DHCP.
2.4 ROTEAMENTO DINÂMICO
Para deixar toda a rede com comunicação, desde a Matriz até às Filiais, foi necessário configurar um tipo de roteamento, que neste caso foi utilizando o protocolo RIP, por se tratar de uma topologia relativamente pequena, no entanto para efeitos de redes WAN, ele não se iria adaptar correctamente, pois o número de saltos de 15 “hops”, assim como a convergência lenta, seria um “handicap” bastante importante e limitativo.
De qualquer forma, conseguimos com o protocolo RIP versão 2, configurar toda a rede, isto porque o RIP versão 1 é um protocolo que só interpreta classes cheias, chamadas de “classful” e não “classless”. Como foi utilizado o método de configuração Variable Lenght Subnet Mask (VLSM), foi necessário utilizar a versão 2, no entanto porque a auto-sumarização de rotas é padrão em ambas as versões, o comando no auto-summary foi inserido em cada roteador.
Todos os roteadores foram configurados conforme os seguintes comandos em baixo: Router (Todos os roteadores)
#router rip #version 2 #network 10.0.0.0 #network 192.168.10.0 #no auto-summary
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Em seguida apresentamos as tabela de todos os roteadores, depois de convergirem no ambiente de testes: Router1 (route table)
Figura 1.8 – Tabela de rotas router1
Router2 (route table)
Figura 1.9 – Tabela de rotas router2
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Router3 (route table)
Figura 2.0 – Tabela de rotas router3
Router4 (route table)
Figura 2.1 – Tabela de rotas router4
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Router5 (route table)
Figura 2.1 – Tabela de rotas router5
Podemos observar pelas tabelas de roteamento que todas as sub-redes foram obtidas por meio do protocol RIP versão 2, o que não teria contecido com o RIP versão 1, como já foi mencionado anteriormente.
2.5 TESTE DE CONECTIVIDADE
Para demonstrar a conectividade entre sub-redes, foi realizado testes com o comando PING em todas as redes de forma a confirmar o sucesso da configuração.
Entre interfaces WAN: Desde a roteador da Matriz até roteador filial BHE
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Figura 2.2 – Teste com protocolo ICMP
Desde a roteador da Matriz até roteador filial RJO
Figura 2.3 – Teste com protocolo ICMP
Desde a roteador da Matriz até roteador filial SPO
Figura 2.4 – Teste com protocolo ICMP
Desde a roteador da Matriz até roteador filial PAE
Figura 2.5 – Teste com protocolo ICMP
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Entre LAN Remotas:
Desde a filial BHE para a Matriz Chatôn
Figura 2.6 – Teste com protocolo ICMP
Desde a filial RJO para a Matriz Chatôn
Figura 2.7 – Teste com protocolo ICMP
Desde a filial SPO para a Matriz Chatôn
Figura 2.8– Teste com protocolo ICMP
Desde a filial PAE para a Matriz Chatôn
Figura 2.9– Teste com protocolo ICMP
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CONCLUSÃO OU CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os provedores de rede ISP´s, normalmente implementam Frame Relay para voz e dados como uma técnica de encapsulamento, ela é usada entre LAN´s através de uma WAN. Neste modo cada usuário final em vez de receber uma linha privada, ou linha dedicada (Comutação de Circuito), ele recebe normalmente um circuito virtual permanente, chamado de PVC “Permanent Virtual Circuit”, estabelecendo assim uma comunicação lógica e não física, o que permite dar a parecer ao usuário final um circuito privado, mas com uma muito melhor escalabilidade de largura de banda optimizada pelo provedor de acesso, para um nó de Frame Relay.
A rede Frame Relay lida com a transmissão através de um caminho que muda frequentemente e é transparente para todos os usuários finais, sendo assim se existir uma troca no encaminhamento do frame o usuário nunca terá conhecimento, apenas lhe interessando que a mensagem (dados) cheguem ao seu destino.
Um determinado “node” do Frame Relay, simplesmente descarta pacotes sem notificação quando detecta erros no quadro. Qualquer correção de erro necessária, como a retransmissão de dados, é deixada para os “endpoints”, da comunicação fima-fim do usuário, pois a camada de enlace não se preocupa com esses problemas.
Isso faz com que a propagação da mensagem (dados) ao cliente final através da rede seja muito mais rápido, comparado por exemplo com a tecnologia X.25. Ele também oferece múltiplas conexões lógicas através de um único circuito físico e permite que a rede encaminhe os dados sobre essas conexões aos seus destinos pretendidos.
A conexão estabelecida em uma rede Frame Relay entre dois DTE´s é chamada de circuito virtual (VC). Os circuitos são virtuais porque não há nenhuma conexão elétrica direta de ponta a ponta (cabo). A ligação é lógica, e os dados se movem de
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ponta a ponta, sem um circuito elétrico direto. Com a ideia de VC´s o Frame Relay compartilha a largura de banda entre vários usuários e qualquer site pode se comunicar com qualquer local sem o uso de várias linhas físicas dedicadas (leases lines). Pode-se entender que o Frame Relay, utiliza características de técnicas de comutação de pacotes, assim como comutação por circuito ao mesmo tempo. Esta tecnologia também utiliza a técnica de multiplexação por Statistical time division multiplexing (STDM), o que significa que ele transmite apenas um dado de cada vez, mas que muitas conexões lógicas podem coexistir em uma única linha física.
O dispositivo de acesso Frame Relay ou roteador conectado à rede Frame Relay pode ter vários VC´s conectados a vários terminais, como se verifica no interface serial0/0/0 do roter1.
Vários VC´s em uma única linha física são distintos porque cada VC tem o seu próprio DLCI que o identifica, sendo que o interface é dividido e configurado por subinterfaces, criando os PVC´s especificos.
Conclui-se também que o Frame Relay, embora já não esteja a ser amplamente utilizado pelos novos provedor de acesso à Internet de uma forma geral, continua a se caracterizar pela sua enorme versatilidade de ligações e compatilibidade entre roteadores no mercado, podendo utilizar diferentes encapsulamentos sem que para isso a rede tenha que sofrer qualquer tipo de alteração, o que pode continuar a viabilizar esta implementação, no caso de se ter vários escritórios que se têm de ligar a uma matriz central, formando a topologia de rede “hub and spoke”.
Importante também mencionar que o Frame Relay tem formas de ser usado em conjunto com tecnologias vastamente utilizadas na Internet como a ATM que padroniza duas formas de interoperabilidade principais, a “Frame Relay/ATM Network Interworking for PVC's” e a “Frame Relay/ATM Service Interworking for PVC's”, o que faz esta tecnologia continuar a ser utilizada maioritariamente na
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europa, principalmente devido aos enormes investimentos económicos feitos na decåda dos anos 90 pelos ISP´s.
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REFERÊNCIAS
SOARES, Luiz Fernando; COLCHER, Sérgio e SOUZA, Guido Lemos. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às redes ATM. Campus, 5ª Ed. KUROSE, James F. e ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down, 5. ed., São Paulo: Addison Wesley, 2010. TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores, 4.ed. Rio de Janeiro, 2003 Academia da CISCO, cursos oficiais CCNA e CCNP