VLAN Trunking (802.1Q, ISL) e Spanning Tree Protocol (STP)

Configuração de VLANs: Router-on-a-Stick e Trunking

Router-on-a-stick é um tipo de configuração de VLAN onde as ligações lógicas conservam as portas físicas. Como a interface do router funciona como um trunk, todos os quadros (à exceção das VLANs nativas) são encapsulados no protocolo 802.1Q.

O que é um Trunk?

Um trunk funciona como um link ponto-a-ponto entre dois dispositivos de rede, transportando tráfego de mais do que uma VLAN. Isso facilita a conexão, pois não é necessário implementar uma interface física para cada VLAN (um único cabo permite a navegação de múltiplas VLANs).

Mecanismos de Transporte de Frames

Existem dois mecanismos principais para o transporte de frames entre diferentes VLANs num único meio físico:

• Frame Filtering: Mecanismo de filtragem.
• Frame Tagging: Mecanismo de marcação (mais rápido e fácil de gerir).

Protocolos de Frame Tagging

Existem dois protocolos para manusear os quadros no frame tagging:

1. ISL (Inter-Switch Link):
   • Protocolo proprietário criado pela Cisco.
   • Todo o tráfego que passa por uma porta TRUNK ISL deve ser encapsulado num frame ISL. Se um frame não encapsulado chegar, ele é descartado.
   • É um protocolo antiquado e pouco usado; nem todos os switches Cisco o suportam.
2. 802.1Q (Padrão IEEE):
   • As portas trunk 802.1Q aceitam tráfego com e sem tag.
   • Se um frame for tagueado, será encaminhado para a VLAN referida.
   • Se um pacote chegar sem tag à porta trunk, será encaminhado para a VLAN default (nativa).

Identificação do Root Bridge (STP)

É necessário definir a raiz da árvore ou o switch de referência (Root Bridge). Para essa definição, os switches que pertencem ao mesmo domínio de broadcast trocam BPDUs (Bridge Protocol Data Units, que são PDUs entre switches).

Processo de Eleição do Root Bridge

Os BPDUs contêm o seu Bridge ID (BID) e o Root ID, sendo trocados a cada 2 segundos. O processo de eleição ocorre da seguinte forma:

1. À medida que o switch recebe os BPDUs, é verificado se o Root ID recebido é menor do que o seu próprio Root ID.
2. Se o Root ID recebido for menor, o switch atualiza o seu Root ID e envia novos BPDUs com o novo Root ID.
3. O switch que tiver o Root ID mais baixo é automaticamente considerado o switch de referência (Root Bridge).

De seguida, o STA (Spanning Tree Algorithm) calcula o caminho mais curto e melhor até ao Root Bridge. Este custo é determinado com base no custo das portas associadas.