Stony Brook University - Vamos ver de maneira bastante SIMPLES como funciona um switch layer 3, também chamado de switch camada 3, e como se usa isso dentro de uma rede local. Mas antes precisamos lembrar como funciona um roteador convencional. Então eu tenho aqui - imaginando que não tenha nenhuma VLAN - então todas as máquinas se comunicam. Eu tenho aqui na minha direita o roteador, e na minha esquerda um desktop. Eu tenho aqui o endereço dele que ele provavelmente pegou via DHCP - endereço dinâmico. Nessa informação que ele recebeu do servidor de endereçamento tem a informação de qual é o gateway dele. Como é que ele se comunica com o gateway? Através do MAC Address. A gente tem um vídeo sobre a funcionalidade do MAC Address, como funciona um switch. Eu vou deixar nas observações mas basicamente o que esse desktop precisa fazer quando acessar a Internet: ele manda um broadcast, que é um pacote para todo mundo na rede, perguntando quem tem o IP192.168.0.1? Todo mundo recebe. O roteador responde "sou eu!" e ai ele descobre qual o MAC Address e começa a mandar os pacotes para o MAC Address do roteador. É assim que funciona o roteamento. Muito bem! Vamos pegar agora uma rede local um pouco maior, uma rede com VLANs. Também temos um vídeo sobre VLANs nas observações tem link para o vídeo completo, mas em resumo VLANs são ilhas. Eu crio blocos de equipamentos na rede que não se falam entre si. Os equipamentos de uma VLAN se falam entre si. Os equipamentos da outra VLAN também se falam dentro daquela ilha mas as ilhas não se comunicam. Um switch convencional não faz a ponte entre elas. É ai que entra o switch layer 3. Então vamos supor que eu tenho aqui na minha esquerda um desktop com este endereço IP 10.0.0.88 e na minha direita um telefone IP com endereço 172.10.1.11. Todos eles tem os seus próprios default gateway. Quem é que seria o default gateway nessa rede? Uma opção é esse roteador lá em cima. O próprio roteador de saída para a Internet fazer a inteconexão. Só que eu tenho dois grandes problemas: ele vai ser um gargalo de performance porque esses roteadores não tem uma grande performance em termos de pacotes por segundo. Para acessar a Internet em um link de 100 Mbps, 200Mbps isso não é grande problema, mas se eu tiver 1Gbps ou 10Gbps isso já pode ser um grande problema, dificilmente ele vai aguentar. E o segundo problema é a própria porta de conexão, essa porta também passa a ser um gargalo. Se ele tem uma porta de 1Gbps é só isso que eu vou ter de performance entre toda a minha rede, de todas as VLANs se comunicando vão ter no máximo 1Gbps. Então seria bom eu ter uma solução, uma maneira de eliminar esse tipo de problema. E é exatamente ai que entra o switch laywer 3, o switch camada 3. Esse switch é também um roteador, mas um roteador para dentro dessa rede local. Então vamos pegar esse switch laywer 3 e olhar como ele funciona internamente. Nesse momento muita gente acha que um switch layer 3 tem os endereços nas portas ou que cada VLAN é uma porta. É como se as pessoas procuram olhar o switch layer 3 como se fosse um roteador com várias portas. Então aqui eu tenho um switch com 24, 28 portas, as pessoas olham isso como se ele fosse um roteador com 28 portas. Não! Um switch layer 3 tem um roteador fantasma. É uma parte interna virtual dentro dele, que não tem uma presença física real. Ele tem portas, mas são portas virtuais, então eu não gasto essas portas lá na frente dele. Eu tenho quantas portas eu quiser, uma para cada VLAN e cada porta em um endereço IP diferente. Lembra que a gente falou logo no primeiro slide - a gente lembro como funcionava um roteador? Quando um equipamento vai mandar um pacote para fora da rede, para fora da VLAN dele, ele tem que mandar para o default gateway. E para saber quem é o default gateway, ele manda um broadcast perguntando que é? Pois é. É esse fantasminha quem vai responder essa requisição. Então por exemplo se tiver alguém na rede 172.10.1.x e mandar uma pergunta para a rede "quem tem o endereço 172.10.1.254?" todo mundo nessa VLAN vai receber essas pergunta e esse fantasminha, esse switch layer 3, é quem vai responder "sou eu!" e vai mandar o MAC Address para esse equipamento se comunicar. E ai o desktop vai mandar para esse MAC Address que é do switch laywer 3. Então eu não gasto portas, eu posso ter 100 VLANs diferentes nessa rede, cada VLAN vai ter um endereço diferente nesse switch layer 3 - obviamente endereços dentro dessas próprias redes - mas sem gastar portas. Vão ver com um pouco mais de detalhes aqui. Então eu tenho aqui, voltando no exemplo, na minha esquerda um desktop com endereço IP 10.0.0.88 e o gateway dele é o 10.0.0.1. Na minha direita eu tenho um telefone 172.10.1.11 com gateway 172.10.1.254. Quem é que vai responder, quem vai ser o gateway? O switch layer 3, virtual. Esse fantasma que tem lá dentro do switch A nesse diagrama. Obviamente todas as máquinas que estiverem na VLAN dos desktops vão ter como gateway 10.0.0.1. Então todos os outros PCs que você estão vendo aqui tem endereço 10.0.0.x alguma coisa. Os telefones IP também, todos tem endereço 172.10.1.x e o default gateway deles 172.10.1.254. E repare que esse switch layer 3 também tem um perna na rede que sai para a Internet, ele também se comunica, ele precisa ter isso, ele precisa ter também a saída dele para a Internet. Então o default gateway do switch layer 3 A é 192.168.0.1, é a saída para a Internet. Então o desktop que está aqui na esquerda 10.0.0.88 tem como default gateway 10.0.0.1 e o 10.0.0.1 que é o switch layer 3 tem como default gateway 192.168.0.1. É assim que eu chego para a Internet. Para tentar entender vamos desenhar isso aqui agora olhando a conexão lógica, talvez fique mais fácil de vocês entenderem. Então reparem o que eu fiz aqui: no desenho anterior os desktops estavam separados e os telefones também estavam separados. Mas eles estão apenas separados fisicamente, os switches aqui são meros escravos apenas obedecendo as ordens do administrador. O que é que o administrador falou? Os desktops estão em uma VLAN e os telefones estão em uma outra VLAN. Então na prática o que eu tenho é isso aqui. Uma rede virtual (VLAN), virtual LAN. E os telefones em outra rede. E eles se comunicam internamente, mas eles não se falam diretamente entre eles, quem está fazendo a ligação entre eles: o nosso fantasminha camarada, o switch laywer 3, que tem uma perna virtual em cada uma dessas VLANs. E ele se comunica com o default gateway da rede global, com o roteador de saída da Internet. Toda vez que você for fazer um projeto de uma rede com switch layer 3, a melhor maneira de você planejar é fazer esse tipo de diagrama, ou seja, aqui, quando você faz um diagrama como esse, você está estudando as conexões físicas: quem está mais próximo, qual o switch mais próximo desse telefone, qual o switch mais adequado para eu conectar esse desktop. Uma vez que eu conectei a parte física, eu paro e vou olhar a parte lógica. Aí ou vou definir as VLANs, definir que vai estar na ilha da direita e na ilha da esquerda, quem é que interliga essa ilhas e com quais IPs. Voltando aqui para o nosso exemplo nós temos essa quantidade de interconexões e todo mundo sendo controlado por esse switch layer 3. Normalmente o switch layer 3, por ele ser uma máquina mais cara, ela é também a máquina central, o switch central da rede também com grande redundância - fonte redundantes, mais de uma conexão entre os switches, por exemplo, mais de uma porta entre o switch A e B. Porque ela passa a ser uma máquina crítica, se o switch layer 3 da rede parar, as VLANs param de se interconectar. Então vamos desenhar aqui um diagrama com a visão de cada VLAN juntando a parte lógica com a parte física. Então eu tirei os números que estavam atrapalhando, deixei aqui só as conexões físicas. Qual é a VLAN dos desktops? Onde está a VLAN dos desktops? Está aqui. Eu tenho o nosso roteador fantasminha naquele canto, sem gastar nenhuma porta do switch A, ele tem apenas um "gancho" nessa VLAN dos desktops e os desktops conectados aqui. E a VLAN dos telefones? É essa daqui. Repare que elas usam as mesmas conexões dos switches. E tenho a VLAN dos desktops e a VLAN dos telefones indo de B para A. Isso é um trunking. Nós também temos um vídeo sobre isso. Adivinha só? Nas observações temos um link para esse vídeo. Do C para o A eu também tenho um trunk ali que é exatamente o que me permite eu passar duas ou mais VLANs ao mesmo tempo. E se eu tiver que aumentar a quantidade de VLANs? Por exemplo eu quero fazer para a diretoria. Eu estou representando aqui com os notebooks. Eu crio um novo range de IPs, por exemplo 1.1.1.x, eu coloco um IP nesse meu roteador fantasma, nesse exemplo aqui 1.1.1.1 e ai todas as máquinas que eu estiver nessa rede vão ter endereço 1.1.1.x e adivinha que é o default gateway dela? O 1.1.1.1 Como isso fica fisicamente? Aqui eu fiz a representação lógica. Fisicamente está aqui. Um notebook aqui ligado no switch B e o outro notebook aqui ligado no switch C, eu não precisei de uma conexão extra entre B-A e nem A-C, porque? Porque eu estou usando VLAN Trunking. Eu vou passar toda as 3 VLANs na mesma conexão. E como fica o diagrama? Eu tenho então novamente essa VLAN separada. Voltando para o desenho aqui, é exatamente esta parte aqui do diagrama é essa parte que nós estamos vendo aqui. Para você não se confundir, separe a visão física da visão lógica. Separa a conexão do emaranhado de cabos que é esta visão que a gente está vendo aqui, da conexão das VLANs que seria este diagrama que a gente faz aqui. Para a gente terminar, um resumo. O switch laywer 3 é quem interconecta as ilhas, então cada VLAN que eu crio em uma rede é uma ilha. Elas se falam internamente mas elas não se falam entre si, a não ser que eu tenha um roteador um switch layer 3, um switch camada 3. Na verdade em termos de funcionalidade um switch layer 3 é um roteador e vice-versa. São apenas nomes diferentes que a gente dá porque roteador é normalmente o nome que a gente dá para aquela caixa que conecta tudo com a Internet, e um switch layer 3 é aquela caixa que conecta internamente as VLANs, então a gente usa nomes diferentes para facilitar, mas na verdade todos são roteadores. O switch layer 3 é um fantasma implementando de maneira mágica dentro do switch. Um ponto importante que eu esqueci de comentar, o switch layer 3 também é um switch layer 2, um switch layer 3 tem todas as funcionalidades do switch layer 2, igual a um switch layer 3 convencional, apenas que ele tem esse fantasma lá dentro. E por último, um ponto importante, quando fazemos VLANs é porque queremos criar segurança. A gente quer de alguma maneira melhorar o controle da minha rede. Novamente, no vídeo sobre VLANs a gente explica isso melhor, mas uma das funções da VLAN é eu ter segurança, se a gente interconectar as VLANs de maneira indiscriminada eu perco essa segurança. Então normalmente os switches layer 3 tem, não exatamente como um firewall, mas tem recursos importantes de segurança que o administrador usa para o que as VLANs se falam e daí então manter essa segurança. Se você também gosta de ajudar outras pessoas, curta e compartilhe esse vídeo, isso realmente ajuda. 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