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Integração de Redes de Dados e Voz

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Page 1: Integração Voz e Dados

Integração de Redes de Dados e Voz

Page 2: Integração Voz e Dados

Caracteristicas de Voz e Dados Comuns

O tráfego de voz é extremamente rigoroso quanto ás exigências de qualidade de serviço.

O tráfego de voz normalmente gera um fluxo contínuo e suave e tem um impacto mínimo a outros fluxos que possam estar a competir a mesma largura de banda. Apesar dos pacotes de voz serem normalmente pequenos (entre 60 a 120 bytes), estes não toleram atrasos nem quebras, cujo resultado pode ser considerado inaceitável para a qualidade requerida de voz.Uma vez que não são toleradas atrasos nem perdas, o suporte ao tráfego de voz é feito pelo protocolo UDP; a capacidade de retransmissão inerente ao TCP, não fará sentido no contexto do tráfego de voz.Em regra, para a garantia da qualidade de voz, os níveis de atraso não devem ser superior a 150 ms e os níveis de perda de pacotes, não devem ser superiores a 1%.

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Uma chamada de voz requer, em termos de garantia e prioridade de largura de banda, de 17 a 106 kbps, mais 150 bps de overhead, por cada chamada, para efeitos de controlo.A largura de banda total necessária para o tráfego de voz, resulta da multiplicação do número máximo estimado de chamadas, medidas pelo seu de banda de pico.

Caracteristicas de Voz e Dados Comuns

Page 4: Integração Voz e Dados

Caracteristicas de Voz e Dados Comuns

As exigências de QoS, para o tráfego de dados varia considerávelmente. Duas aplicações ( por exemplo, uma aplicação de gestão de RH e outra de gestão de ATM ), terão exigências diferentes de largura de banda. Ainda que se tratem de versões diferentes da mesma aplicação, podem ter caracteristicas diferentes de tráfego na rede. O tráfego de dados pode-se apresentar, ora constante, ora com descontinuidades em forma de rajadas; esta tendencia não afectará a qualidade da transmissão. Em geral, o tráfego de dados tolera atrasos e ás vezes, níveis acentuados de perdas.

Por tolerar atrasos e perdas, o suporte ao tráfego de dados é normalmente atribuido ao TCP, dada a sua capacidade de retransmissão

Page 5: Integração Voz e Dados

Etapas Operacionais para estabelecimento de uma chamada

As chamadas por VOIP normalmente competem sobre a mesma largura de banda, se o tráfego de dados e o de voz estiverem sob a mesma VLAN. Um processo de competição retira a possibilidade de partilha.

Para evitar-se este problema, normalmente a voz é dedicada a uma VLAN independente.Uma vez separados os tráfegos, já é possível a aplicação eficaz do QoS, visando a priorização da voz.

Page 6: Integração Voz e Dados

Etapas Operacionais para estabelecimento de uma chamada

Um aspecto a ter em conta na configuração de uma rede de voz integrada, é o aprovisionamento da largura de banda.

Deve-se calcular a largura de banda mínima para o suporte de todas as aplicações da rede, incluindo voz, vídeo, etc.

O valor calculado deve estar a 75% da largura disponível.

Page 7: Integração Voz e Dados

Etapas Operacionais para estabelecimento de uma chamada

Uma chamada de voz sobre IP, consiste de dois tipos de tráfego:

O tráfego portador de vozO tráfego de sinalização

O tráfego de voz, é suportado pelo Protocolo de Transporte em Tempo Real (RTP) e é aquele que transporta a voz própriamente dita.

O tráfego de sinalização utiliza protocolos como o H.323, que serve para setup da chamada.

Page 8: Integração Voz e Dados

Formato do pacote de voz

Um pacote de voz é composta por:Carga de voz (payload)Cabeçalho RTP (Real-Time Transport Protocol)Cabeçalho UDPCabeçalho IPEncapsulamento da camada de ligação de dados

O cabeçalho RTP é de 12 bytes e o encapsulamento da camada 2 depende da rede em uso.São empregues Coder-Decoders, para converter a voz no formato digital, de acordo com as normas habituais para sistemas TDM, as normas G.711 e G.729 (esta última com capacidade de compressão abaixo dos 8 kbps), entre vários standards da industria.

Page 9: Integração Voz e Dados

QoS (Qualidade de Serviço)

Quase todas as redes, independentemente da sua dimensão, podem tirar vantagens do uso da QoS, para optimizarem sua eficiência. A QoS utiliza recursos e funcionalidades que vão de encontro ás exigências das aplicações de rede que são sensíveis ás perdas, ao atraso, ou ainda ás variações de atraso (jitter). A QoS atribui preferências ao uso da largura de banda disponível aos fluxos de dados oriundos de aplicações críticas.

A implementação da QoS, oferece os seguintes benefícios:

Prioridade de acesso aos recursos. Uma eficiente gestão dos recursos de rede.Serviços personalizados.Suporte a um ambiente de coexistência de aplicações críticas.

Page 10: Integração Voz e Dados

QoS e Tráfego de Voz na Estrutura de Campus

Independentemente da capacidade individual dos equipamentos na rede ou da velocidade dos links, existem factores como:

A disparidade da capacidade nos links interligadosO modelo Vários-para-Um e aAgregação

Que podem causar congestionamentos e atrasos (latencia)Se os mecanismos de gestão de congestionamento não tiverem sido postos em acção, muitos pacotes poderão ser descartados, o que por via da grande quantidade de retransmissões daí decorrentes, onera gravemente a carga da rede.

Page 11: Integração Voz e Dados

A QoS utiliza o mecanismo de marcação ou rotulagem de tráfego, de acordo com a qual será feita a sua classificação para fins de priorização de tráfego.

A classificação do tráfego é feita aos vários níveis do modelo OSI. Uma vez classificado, o tráfego recebe uma marca ou valor de QoS.

Page 12: Integração Voz e Dados

O tráfego IP, pode ser classificado de acordo com as condições impostas por uma ACL ou ainda de acordo com os seguintes critérios:

Parâmetros da Camada 2:Endereços físicos, MPLS, Bit de Controlo da perda de prioridade na célula ATM, Bit DE (elegível para descarte) do quadro Frame Relay, Interface entrada.

Parâmetros da Camada 3Campo Cabeçalho IP PrecedênciaCódigo de Diferenciação de Serviço (DSCP)Grupo QoS, Endereço IP, Interface entrada.

Parâmetros da Camada 4:Número de Portas TCP e UDPInterfaces de entrada.

Parâmetros da Camada 7:Assinaturas nas aplicações e Interfaces de entrada

Page 13: Integração Voz e Dados

A classificação QoS da camada de ligação de dados, avalia a informação do cabeçalho Ethernet ou do cabeçalho IEEE 802.1q, tal como o endereço MAC de destino ou a VLAN ID, mais concretamente, a marcação QoS ocorre ao nível do campo Priority, do cabeçalho 802.1q.Note-se que o cabeçalho normal Ethernet não possui o campo acima, pelo que a QoS só deverá ocorrer após encapsulamento 802.1q. O campo Priority é de 3 bits e é igualmente conhecido como

802.1p User Priority ou Class of Service (CoS) Value

O valor da prioridade varia de 0 á 7, sendo os valores inferiores correspondentes ás aplicações tolerantes a atrasos (tráfego TCP, por exemplo) e os valores superiores a aplicações sensíveis a perdas, etc, conforme o quadro ao lado.

Page 14: Integração Voz e Dados

Como resultado da marcação de nível 2, deverão ter lugar as seguintes operações de QoS:

Armazenamento Temporário em Filas de Entrada (Input Queue Scheduling)

Inspecção ou Policiamento

Armazenamento Temporário em Filas de Saida (Output Queue Scheduling)

Page 15: Integração Voz e Dados

A Classificação de nível 3, examina alguns valores do cabeçalho, como

Endereço IP de destino ouProtocolo.

A marcação de QoS tem lugar no campo Tipo de Serviço (ToS) e cujos primeiros 3 bit define-se a Precedência, em conformidade aos bits CoS (Priority) do cabeçalho da camada 2.

O campo ToS serve também para a marcação DSCP (Código de Serviços Diferenciados). A DSCP permite a priorização salto-a-salto, sendo que os pacotes são processados em cada equipamento ou interface, durante seu ciclo de vida.

Page 16: Integração Voz e Dados

Como o DSCP utiliza o campo ToS?

Os primeiros 3 bits são definidos de acordo com os correspondentes bits CoS e Precedencia, identificando a Classe de Serviço (CoS) na categoria DSCP, atribuida a um pacote.

Os três bits seguintes definem a Precedencia DSCP para a eliminação, (Drop Precedence), sendo que os pacotes com maior precedencia são os primeiros candidatos a serem descartados em caso de congestionamento ou sobrelotação dos dispositivos e filas. É evidente que o tráfego de voz deve ser marcado com a precedencia menor, no sentido de se minimizar o efeito de perdas.Os dois últimos bits são utilizados para o controlo de fluxo.

Page 17: Integração Voz e Dados

O esquema representa a topologia comum de uma ligação Switch-Telefone-PC

Configuração Básica:

1. Associar uma porta para voz, a respectiva VLAN

switchport voice vlan vlan-id

2. Configurar a relação de confiança e as opções de CoS

mls qos cosmls qos trust device cisco-phone mls qos extend trustswitchport priority extend cos cos-value

3. Verificar configurações

show interface interface switchportshow mls qos interface interface

Configuração Básica VOIP

Page 18: Integração Voz e Dados

Configuração Básica VOIP Exemplo de Configuração

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Auto configuração QoS É possível estabelecer-se a confiança QoS de forma automática o que pode melhorar o desempenho do sistema.

Estabelece a relação de confiança na porta dispositivo, face ao tráfego ido do equipamento de voz (telefone IP)

auto qos voip trust

Automaticamente detecta a presença do telefone IP, por intermédio do controlo CDP

auto qos voip cisco-phone

Verifica a configuração

show auto qos interface

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Necessidade da Redundancia no Modelo Hierárquico

de Rede.

A arquitectura de rede a luz do modelo acima, deve garantir os níveis de redundancia necessários para um funcionamento ininterrupto dos fluxos de dados entre os níveis de acesso e de distribuição de uma rede de local.

Page 21: Integração Voz e Dados

Default Gateway

Quando os dispositivos utilizam o default gateway, normalmente não existe uma forma explícita de configurar um segundo parametro para saída padrão, ainda que para o efeito exista uma rota alternativa.

Na figura ao lado, após a falha do Router A, a rede convergirá no sentido de adoptar o Router B, para encaminhar os dados antes geridos pelo ora falhado router A.Porém, a grande maioria das estações, servidores, impressoras, etc, não possuem a capacidade de reflectir esta alteração, pois não podem ler a informação de encaminhamento dinámico.

Page 22: Integração Voz e Dados

Default Gateway, por Proxy ARP

Os equipamentos de encaminhamento podem accionar o mecanismo Proxy ARP, a partir do qual as estações conseguem obter a informação sobre a presença de um novo Default Gateway.

Todas as solicitações de resolução cujo o endereço não faz parte do segmento local, são aceites pelo Router B, na qualidade de Proxy ARP.

Eventualmente, as tabelas ARPs locais ás estações, podem invalidar as entradas para o servidor (por caducidade), o que interromperá o tráfego, pelo menos, durante o tempo necessário para a mudança para um outro proxy, caso exista.

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Redundancia de Equipamentos A redundancia de equipamentos (Routers) permite fazer de um agrupamento de routers, um Router Virtual, acessível ás estações da rede, como se de apenas um equipamento de saída se tratasse. Esta configuração permite manter um nível permanente de redundancia á saida do tráfego da rede.

Um ou mais equipamentos vão partilhar o par de parametros (Endereço IP e Endereço MAC), actuando em conjunto como apenas um Router Virtual.

Quando uma estação solicita a resolução para um endereço fora da gama local, a resposta será o endereço do Router Virtual

físicamente representado pelo Router Activo ou o Router Standby, que fazem parte do conjunto de redundancia.

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Redundancia de Equipamentos Dois ou mais Routers, utilizam um protocolo que determinará qual dos Routers físicos será responsável para o processamento dos quadros enviados ao Endereço MAC ou IP do Router Virtual.

Para as estações da rede é completamente transparente a informação sobre o actual Router que fisicamente encaminha dos dados, pelo que, qualquer mudança que possa ocorrer não afectará o fluxo normal dos dados á saida da rede local.

Page 25: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)O HSRP define um grupo de equipamentos em Standbay, em que cada um assume uma determinada tarefa no grupo, para efeitos de redundancia na saida do tráfego da rede local.Compõem o HSRP, os seguintes elementos:

Router ActivoRouter StandbyRouter VirtualOutros Routers

O Router Activo é o actual router que processa a informação devida ao Router Virtual enquanto que o Standby é o Router de backup em caso de falha do primeiro.Ambos trocam periodicamente mensagens Hello,para o endereço multicast 224.0.0.2, porta UDP 1985.

Page 26: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)Neste exemplo,o Router A assume-se como Router Activo, processando todo o tráfego endereçado ao MAC 0000.0c07.acXX,

onde XX é o identificador do Grupo HSRP, neste caso,0000.0c07.ac01, o grupo HSRP é 1.

A informação sobre o endereçamento do Router Virtual é mantido na tabela ARP de cada um dos membros do grupo.

Page 27: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)A figura ao lado, mostra a saida do comandoshow ip arp, num dos routers do grupo.

Os restantes routers, para além do activo e do standby, monitoram as mensagens Hello, a si enviadas, para se certificarem da presença daqueles, no grupo de que são membros.

Tanto o router activo como o standby, anunciam nas mensagens Hello, a função que estes desempenham no grupo HSRP e o estado em que se encontram.

Page 28: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP) Se o router activo falhar, os outros routers deixam de monitorar as mensagens a partir deste e então o standby assume-se no novo papel de activo.

Se ambos, o activo e o standby falharem, então os demais irão disputar a liderança . Existirá sempre uma prioridade atribuida aos equipamentos.

Existem dois temporizadores que controlam o processo de sucessão:O tempo de actualização Hello (3 segundos).

O tempo de retenção (hold time): é o tempo que vai desde a recepção da última mensagem Hello e o momento em que se presume que o router terá falhado, normalmente igual a 10 segundos.

Page 29: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP) Um router, enquanto membro de um grupo HSRP, pode estar num dos seguintes estados operacionais:

InicialAprendizagemEscutaConversaçãoStandby eActive

O ciclo de vida de um router começa no estado em a interface é activada para pertencer ao grupo HSRP. O estado seguinte permite que o router aprenda a configuração do Router Virtual e em seguida entra na fase de monitoramento. Se já existir um router activo e um standby, o que se encontrar no estado de escuta lá irá permanecer, até que eventualmente ocorra uma alteração.

Page 30: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

O estado de Conversação (Speak)

Se após certo periodo de tempo o router não acusar a recepção de alguma mensagem Hello, então este entrará numa fase em que disputará directamente a eleição do novo router activo, stanby ou ambos.

É nesta fase em que os routers observam-se mútuamente, através das respectivas mensagens hello.

Esta também é a única etapa, em que routers que não são, nem activos nem standby, experimentam as mensagens hello, na condição de possíveis candidatos á eleição para o estado activo ou standby.

Page 31: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

No estado activo, o router encaminha todo o tráfego enviado ao endereço físico virtual do grupo e responde ás solicitações de resolução de endereços (ARP reply), dirigidas ao endereço IP do router virtual.

Enquanto isto, o router no estado activo, continua a gerar e enviar mensagens hello, que são monitoradas pelos restantes membros do grupo.

A figura mostra o resultado de uma mensagem enviada por um router activo, com prioridade igual a 200.

Page 32: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP) Configuração de um grupo Standby

A configuração do grupo HSRP deve seleccionar uma interface e atribuir o endereço IP do Router Virtual:

standby group-number ip ip-address

Para verifcar a configuração:

show running-configshow standby interface group brief

Page 33: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)Configuração de um grupo Standby

A configuração do grupo HSRP deve seleccionar uma interface e atribuir o endereço IP do Router Virtual:

standby group-number ip ip-address

Para verifcar a configuração:

show running-configshow standby interface group brief

Page 34: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)Com o HSRP activo, as estações terminais não devem descobrir os endereços MAC reais dos membros do grupo standby.

Por isso, devem estar desabilitados todos os protocolos de descoberta que se reportem ao anuncio do endereço real do router, como é o caso do redireccionamento ICMP.

Com a presença do HSRP na interface, o ICMP redirect, fica automaticamente desabilitado, para garantir o pressuposto acima.

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Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Uma vez configurada a redundancia em uma interface, pode-se utilizar o seguinte comando, para verificar o seu estado:

show standby [interface [group]] [active | init | listen | standby] [brief]

Veja o exemplo ao lado, que reflecte a saida parcial do comando acima.

O endereço MAC, do router virtual é um endereço bem conhecido, (reservado) que atende á operação do HSRP

show standby Vlan11 11Vlan11 - Group 11Local state is Active, priority 110 Hellotime 3 holdtime 10Next hello sent in 00:00:02.944Hot standby IP address is 172.16.11.115 configuredActive router is localStandby router is 172.16.11.114 expires in 00:00:08Standby virtual mac address is 0000.0c07.ac01

Page 36: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRP A redundancia HSRP, em rede local pode ser melhorada se o administrador de rede poder avaliar a influência exercida pela alteração do valor de alguns parâmetros, como,

a prioridadeo ajustamento dos temporizadoresa reactivação do equipamento activo rastreamento de interfaces

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Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRP Temporizadores

As mensagens do tipo Hello, são transmitidas periodicamente, pelos routers activo e standby ou por todos os routers do grupo, em fase de eleição.As mensagens transportam o valor da prioridade e os valores dos relógios hello e retenção (hold). Como já foi mencionado, o relógio hello, conta o tempo que medeia o envio dos anuncios, enquanto que o relógio de retenção conta o tempo em que o anuncio actual ainda é válido. Os seus valores por defeito, são 3 e 10 segundos, respectivamente. Isto também significa que em caso de falha, a recuperação por redundancia levará quanto muito, 10 segundos, para que as estações se reportem ao novo default gateway.

Page 38: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPTemporizadores

O tempo ora indicado para a recuperação a falhas, pode se tornar demasiado excessivo, para o suporte adequado á algumas aplicações, daí a necessidade da optmização dos timers.

standby group-number timers [msec] hellotime oldtime

Quando se fizer a alteração dos intervalos, estes devem ser iguais em todos os equipamentos do grupo.

Exemplostandby 1 timers msec 200 msec 750

Aqui, os períodos de hello e retenção passam a ordem de milisegundos, o que aumenta o tráfego de controlo HSRP.

Page 39: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPEm determinadas ocasiões, o estado de uma interface, pode directamente afectar na decisão de que router pode ser elevado para assumir-se como activo. Isto é particularmente útil, quando os routers pertencentes ao grupo têm caminhos diferentes para acesso aos recursos da Rede de Campus.

Repare na figura, que os routers A e B, todos estão localizados num edifício e possuem links Gigabits (G1) para o outro edifício. O router A, por possuir maior prioridade, é o que actualmente encaminha o tráfego, ou seja, é o router activo do grupo standby, digamos, 1; e naturalmente, o router B é o standby, deste mesmo grupo. Deste modo, ambos os routers, estarão a executar a troca de mensagens hello, através das respectivas interfaces, E0.

Page 40: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPVamos agora supor, que o link entre o router activo e o outro edifício, se torne inactivo.Na ausência do HSRP, o router A, ao acusar a falha do link, accionaria o processo ICMP de redirecionamento para o router B, passando através deste a ser feito o tráfego do link falhado. Mas com a presença do HSRP, o redirecionamento ICMP fica desabilitado, quer ao nível do router activo, como no virtual.

Apesar da sua parcial inoperatividade, devida a falha da interface G1, o router A, através da interface E0, continuará a trocar mensagens hello, ao router B, reportando o facto de que ainda é o router activo; porém, os pacotes enviados ao router virtual não poderão ser encaminhados ao edifífio sede.

Page 41: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPNo cenário que temos vindo a analisar, é possível que algum protocolo de encaminhamento esteja presente e activo na rede, que ao dectetar a falha, do link Router A, Edificio Sede, actualiza as tabelas de routing nos dois routers e por via disto, o tráfego enviado para ser encaminhado por A , será reencaminhado a B, através da interface E0, para daí seguir por meio da interface G1, que se encontra activa.

Mas a solução que se pretende dar passa pelo uso do mecanismo de monitoramento de interface (interface tracking), segundo o qual, ser possível ajustar automáticamente a prioridade do router standby do grupo, de acordo com a sua disponibilidade.

Page 42: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPSe a interface a ser monitorada se tornar inactiva, prioridade do router que a detém baixa.

Quando devidamente configurado, o recurso de rastreamento HSRP garante que um roteador com uma interface chave indisponível, abandona o papel de router activo do grupo.

No exemplo, a interface E0 de Router A, rastreia a outra interface, G1. Quando a ligação a partir de G1 falhar, o router automaticamente decrementa a prioridade da interface E0 (lembremo-nos que é a partir desta que se desenrola o protocolo HSRP, com Router B) e interrompe o envio de mensagens hello. Decorrido o período hold time, o router B (standby) assumirá o papel de activo.

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Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPExemplo de configuração do rastreamento de interfaces.

Seja a VLAN 1 e o grupo standby1, no router activo:

interface vlan 10standby 1 track gigaethernet 0/7 50

Quando a interface monitorada entrar fora de serviço, o HSRP decrementará a prioridade e interromperá o envio de hellos, forçando o standby a entrar em acção ...

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Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRP Reactivação após recuperação da falha

A possibilidade do router A retomar sua função após recuperação do link a partir de G1 é ditada pela presença do mecanismo preempt, no grupo HSRP.Ora, uma vez habilitado tal mecanismo, na condição de ter havido o rastreamento de interface, que colocou provisóriamente, o router B, activo, o router A, retomaria sua anterior prioridade e passaria novamente a Router activo do grupo.

Este mecanismo é fundamentalmente útil para a manutenção, que obriga, por exemplo, a uma acção de reboot ao equipamento.Quando se programa o tempo mínimo necessário para a reactivação, este deve ser, pelo menos, 50% do tempo estimado para o reboot.

Page 45: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização das Operações HSRPNo exemplo abaixo, se o tempo de reinicialização for de 120 segundos, o prempt deve ser configurado como segue:

standby 1 preemptstandby 1 preempt delay minimum 180

Page 46: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização por vários grupos A existencia de mais de um grupo, numa mesma subrede, permite uma melhor utilização dos equipamentos em termos de balanceamento de carga; Assim um mesmo router pode assumir-se como activo num grupo enquanto simultaneamente é standby noutro grupo.

Podem existir a até 255 grupos standby, mas este número deve estar limitado ao número de equipamentos existentes na rede

Page 47: Integração Voz e Dados

Hop Standby Router Protocol (HSRP)

Optimização por vários grupos Exemplo de configuração

Router A

interface Vlan10ip address 172.16.10.32 255.255.255.0no ip redirectsstandby 1 priority 150standby 1 ip 172.16.10.110standby 2 priority 50standby 2 ip 172.16.10.120

Router B

interface Vlan10ip address 172.16.10.33 255.255.255.0no ip redirectsstandby 1 priority 50standby 1 ip 172.16.10.110standby 2 priority 150standby 2 ip 172.16.10.120

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Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

Tal como em HSRP, o VRRP consiste num grupo de routers que formam um único router virtual. Entre os routers existe um que recebe e processa todas as solicitações dirigidas ao endereço IP do router virtual, até aqui é tudo igual, entre o HSRP e o VRRP.

O VRRP, trata de master, o router activo e aceita um ou mais routers backup (o que no HSRP é standby e só pode existir um).

Page 49: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

Vejamos as principais diferenças entre o HSRP e o VRRP:

1. O VRRP é uma norma IEEE (RFC 2338), para redundancia entre routers; o HSRP é propriietário da Cisco.

2. O router activo é conhecido como master virtual router

3. O master virtual router deve ter o mesmo endereço IP que o router virtual que representa o grupo.

4. Vários routers podem responder á função do router backup.

5. O VRRP, é suportado em todas as variantes ethernet, MPLS, VPN e VLANs.

Page 50: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

Na figura, os routers A, B e C, são membros do grupo de redundancia VRRP.

O endereço IP do router virtual (10.0.0.1) é o mesmo que o da interface LAN do router A, tornando-o master virtual router. Assim os reatantes routers assumem-se como backups.

Em caso de falha do master, o backup com maior prioridade ascende aquela função; Uma vez recuperado o master falhado reassume as funções.

Page 51: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

No exemplo ao lado, existem dois grupos VRRP, numa mesma subrede, para que seja optmizado o processo de redundancia, reforçada com o balanceamento de carga entre os dois routers (SW3).

O grupo 1, tem o endereço virtual equivalente ao do router A, tornando-o master e ao mesmo tempo, colocando o router B como backup.O inverso acontece quanto ao grupo 2, cujo o endereço virtual é o do router B (10.0.0.2).A prioridade assinalada ao master é sempre de 255 e a do(s) backup(s) varia de 1 á 254, sendo o default igual a 100.O valor da prioridade 0, indica que o master deixa de participar no processo VRRP.

Page 52: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

Contrariamente ao HSRP, no VRRP, apenas o master participa do processo de envio de mensagens de status, aqui claramente conhecidas como anuncios (advertisements) em vez de hellos. Estes anuncios são difundidos pelo multicast 224.0.0.18, porta 112, a cada 1 segundo.

Quando o master se torna indisponível, o processo dinamico de alternancia, utiliza 3 temporizadores:

Anuncio: ( 1 segundo )Retenção: ( 3 vezes anuncio + alternancia)Alternância: ( 256 prioridade ) / 256 ms

Page 53: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

O tempo de retenção (master down interval) é o periodo findo o qual, o backup presume o estado de indisponibilidade do master

O tempo de alternância (skew time), é o tempo de garantia á ascensão para master do router backup de maior prioridade.

Para que a transição para o novo master se faça mais rápida, sempre que se tratar de uma operação de shutdown avisada, o então master, emite um advertisement de prioridade zero, o que colocará o backup candidato á master, num estado de transição directa ( que não precisa aguardar o accionamento dos timers)

Page 54: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

Exemplo de Configuração VRRP

SwitchA(config)#interface vlan10SwitchA(config-if)#ip address 10.1.10.5 255.255.255.0

SwitchA(config-if)# vrrp 10 ip 10.1.10.1SwitchA(config-if)# vrrp 10 priority 150SwitchA(config-if)# vrrp 10 timer advertise 4

SwitchB(config)#interface vlan10SwitchB(config-if)#ip address 10.1.10.6 255.255.255.0

SwitchB(config-if)# vrrp 10 ip 10.1.10.1SwitchB(config-if)# vrrp 10 priority 100SwitchB(config-if)# vrrp 10 timer advertise 4

Page 55: Integração Voz e Dados

Virtual Router Redundance Protocol (VRRP)

A instrução

interface vlan Xvrrp group-number ip virtual-gateway-addr

permite colocar a interface como membro do grupo group-number, cujo endereço IP virtual évirtual-gateway-addr.

Já a instrução

vrrp group-number priority prority-value,

permite definir a prioridade de um router.

vrrp group-number timers advertisetimers-value,

é utilizado pelo master para estabelecer aos demais o intervalo entre anuncios.

Page 56: Integração Voz e Dados

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