Tabelas de encaminhamento da camada 2

Entenda as tabelas de encaminhamento de Camada 2 em switches, roteadores e dispositivos da Série NFX

Você pode configurar o endereço MAC de Camada 2 e as propriedades de aprendizado e encaminhamento de VLAN em suporte à ponte de Camada 2. Os endereços de controle de acesso de mídia (MAC) da Unicast são aprendidos a evitar inundar os pacotes em todas as portas em uma VLAN. Uma entrada MAC de origem é criada em suas tabelas MAC de origem e destino para cada endereço MAC aprendido com pacotes recebidos em portas que pertencem à VLAN.

Quando você configura uma VLAN, o aprendizado de endereço de Camada 2 é habilitado por padrão. O VLAN aprende os endereços de controle de acesso de mídia (MAC) unicast para evitar inundar os pacotes em todas as portas da VLAN. Cada VLAN cria uma entrada MAC de origem em suas tabelas MAC de origem e destino para cada endereço MAC de origem aprendido com pacotes recebidos nas portas que pertencem à VLAN.

Você pode desativar opcionalmente o aprendizado MAC para todo o dispositivo ou para uma VLAN ou interface lógica específica. Você também pode configurar as seguintes propriedades de aprendizado e encaminhamento de Camada 2:

• Intervalo de tempo limite para entradas MAC

• Entradas MAC estáticas apenas para interfaces lógicas

• Limite para o número de endereços MAC aprendidos com uma interface lógica específica ou de todas as interfaces lógicas em uma VLAN

• Tamanho da tabela de endereços MAC para a VLAN

• Contabilidade MAC para uma VLAN

Entenda as tabelas de encaminhamento da Camada 2 em dispositivos de segurança

O firewall da Série SRX mantém tabelas de encaminhamento que contêm endereços MAC e interfaces associadas para cada VLAN de Camada 2. Quando um pacote chega com um novo endereço MAC de origem em seu cabeçalho de quadro, o dispositivo adiciona o endereço MAC à sua tabela de encaminhamento e rastreia a interface em que o pacote chegou. A tabela também contém a interface correspondente através da qual o dispositivo pode encaminhar tráfego para um endereço MAC específico.

Se o endereço MAC de destino de um pacote é desconhecido do dispositivo (ou seja, o endereço MAC de destino no pacote não tem uma entrada na tabela de encaminhamento), o dispositivo duplica o pacote e o inunda em todas as interfaces na VLAN além da interface em que o pacote chegou. Isso é conhecido como inundação de pacotes e é o comportamento padrão do dispositivo para determinar a interface de saída para um endereço MAC de destino desconhecido. A inundação de pacotes é realizada em dois níveis: os pacotes são inundados para diferentes zonas conforme permitido por políticas de segurança de Camada 2 configuradas, e os pacotes também são inundados para diferentes interfaces com o mesmo identificador VLAN dentro da mesma zona. O dispositivo aprende a interface de encaminhamento para o endereço MAC quando uma resposta com esse endereço MAC chega a uma de suas interfaces.

Você pode especificar que o firewall da Série SRX usa consultas de ARP e solicitações de traceroute (que são solicitações de eco do ICMP com os valores de tempo de vida definidos para 1) em vez de inundação de pacotes para localizar um endereço MAC de destino desconhecido. Esse método é considerado mais seguro do que a inundação de pacotes porque o dispositivo inunda consultas ARP e pacotes de traceroute — não o pacote inicial — em todas as interfaces. Quando a ARP ou a inundação de traceroute são usadas, o pacote original é descartado. O dispositivo transmite uma consulta de ARP ou ICMP a todos os outros dispositivos na mesma sub-rede, solicitando que o dispositivo no endereço IP de destino especificado envie uma resposta. Apenas o dispositivo com as respostas de endereço IP especificadas, que fornece ao solicitante o endereço MAC do respondente.

O ARP permite que o dispositivo descubra o endereço MAC de destino para um pacote unicast se o endereço IP de destino estiver na mesma sub-rede que o endereço IP de entrada. (O endereço IP de entrada refere-se ao endereço IP do último dispositivo para enviar o pacote ao dispositivo. O dispositivo pode ser a fonte que enviou o pacote ou um roteador encaminhando o pacote.) O traceroute permite que o dispositivo descubra o endereço MAC de destino mesmo se o endereço IP de destino pertencer a um dispositivo em uma sub-rede além do endereço IP de entrada.

Quando você permite que as consultas de ARP localizem um endereço MAC de destino desconhecido, as solicitações de traceroute também são habilitadas. Você também pode especificar opcionalmente que as solicitações de traceroute não sejam usadas; no entanto, o dispositivo pode então descobrir endereços MAC de destino para pacotes unicast apenas se o endereço IP de destino estiver na mesma sub-rede que o endereço IP de entrada.

Quer você habilite consultas de ARP e solicitações de traceroute ou consultas somente com ARP para localizar endereços MAC de destino desconhecidos, o firewall da Série SRX realiza a seguinte série de ações:

1. O dispositivo observa o endereço MAC de destino no pacote inicial. O dispositivo adiciona o endereço MAC de origem e sua interface correspondente à sua tabela de encaminhamento, se eles ainda não estiverem lá.

2. O dispositivo derruba o pacote inicial.

3. O dispositivo gera um pacote de consulta ARP e opcionalmente um pacote de traceroute e inunda esses pacotes em todas as interfaces, exceto a interface em que o pacote inicial chegou.

   Os pacotes ARP são enviados com os seguintes valores de campo:

   • Endereço IP de origem definido para o endereço IP da IRB

   • Endereço IP de destino definido para o endereço IP de destino do pacote original

   • Endereço MAC de origem definido para o endereço MAC da IRB

   • Endereço MAC de destino definido no endereço MAC de transmissão (todos 0xf)

   Os pacotes de traceroute (solicitação de eco ou ping do ICMP) são enviados com os seguintes valores de campo:

   • Endereço IP de origem definido para o endereço IP do pacote original

   • Endereço IP de destino definido para o endereço IP de destino do pacote original

   • Conjunto de endereço MAC de origem para o endereço MAC de origem do pacote original

   • Endereço MAC de destino definido para o endereço MAC de destino do pacote original

   • Tempo de vida (TTL) definido para 1

4. Combinando o endereço MAC de destino do pacote inicial com a interface que leva a esse endereço MAC, o dispositivo adiciona uma nova entrada à sua tabela de encaminhamento.

5. O dispositivo encaminha todos os pacotes subsequentes que recebe para o endereço MAC de destino a partir da interface correta para o destino.

Benefícios das tabelas de encaminhamento unificadas

Tradicionalmente, as tabelas de encaminhamento são definidas estaticamente e têm suportado apenas um número fixo de entradas para cada tipo de endereço. A tabela de encaminhamento unificada (UFT) oferece os seguintes benefícios:

• Permite alocar recursos de tabela de encaminhamento para otimizar a memória disponível para diferentes tipos de endereços com base nas necessidades de sua rede.

• Permite alocar uma porcentagem maior de memória para um tipo de endereço ou outro.

Usando a tabela de encaminhamento unificada para otimizar o armazenamento de endereços

Nos switches EX4400, EX4600, EX4650, QFX5100, QFX5110, QFX5120 e QFX5200, você pode controlar a alocação da memória da tabela de encaminhamento disponível para armazenar o seguinte:

• Endereços MAC — Em um ambiente de Camada 2, o switch aprende novos endereços MAC e os armazena em uma tabela de endereços MAC.

• Entradas de host de camada 3 — em um ambiente de Camada 2 e Camada 3, o switch aprende quais endereços IP são mapeados em que endereços MAC; esses pares de valor-chave são armazenados na tabela de host de Camada 3.

• Entradas de tabela de prefixo (LPM) mais longas — Em um ambiente de Camada 3, o switch tem uma tabela de roteamento e a rota mais específica tem uma entrada na tabela de encaminhamento para associar um prefixo ou uma máscara de rede a um próximo salto. Observe, no entanto, que todos os prefixos IPv4/32 e prefixos IPv6/128 estão armazenados na tabela de host de Camada 3.

A UFT combina essencialmente as três tabelas de encaminhamento distintas para criar uma tabela com alocação flexível de recursos. Você pode selecionar um dos cinco perfis de tabela de encaminhamento que melhor atendem às suas necessidades de rede. Cada perfil é configurado com valores máximos diferentes para cada tipo de endereço. Por exemplo, para um switch que lida com uma grande quantidade de tráfego de Camada 2, como uma rede virtualizada com muitos servidores e máquinas virtualizadas, você provavelmente escolheria um perfil que aloca uma porcentagem maior de memória para endereços MAC. Para um switch que opera no núcleo de uma rede, participa de uma malha IP, você provavelmente deseja maximizar o número de entradas de tabela de roteamento que pode armazenar. Nesse caso, você escolheria um perfil que alocasse uma porcentagem maior de memória para prefixos compatíveis mais longos. O switch QFX5200 oferece suporte a um perfil personalizado que permite dividir os quatro bancos de memória compartilhada disponíveis com um total de 128.000 entradas entre endereços MAC, endereços de host de Camada 3 e prefixos LPM.

Entendendo a alocação de endereços MAC e endereços de host

Todos os cinco perfis são suportados, cada um dos quais aloca diferentes quantidades de memória para entradas de Camada 2 ou Camada 3, permitindo que você escolha um que melhor se adapte às necessidades de sua rede. No entanto, os switches QFX5200 e QFX5210 oferecem suporte a diferentes valores máximos para cada perfil dos outros switches. Para obter mais informações sobre o perfil personalizado, veja Configuração da tabela de encaminhamento unificada em switches.

Tabela 1 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host nos switches EX4400.

Tabela 2 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host nos switches EX4600 e QFX5100.

Tabela 3 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host em switches QFX5110.

Tabela 4 lista as variações de tamanho da tabela LPM para o switch QFX5110, dependendo das entradas de prefixo.

Tabela 5 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host em switches QFX5200-32C.

Tabela 6 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host em switches QFX5200-48Y.

Tabela 7 lista as variações de tamanho da tabela LPM para o switch QFX5200-48Y, dependendo das entradas de prefixo.

Tabela 8 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host em switches QFX5210-64C.

Tabela 9 lista os perfis que você pode escolher e os valores máximos associados para o endereço MAC e as entradas da tabela de host nos switches EX4650 e QFX5120.

Tabela 10 lista as variações de tamanho da tabela LPM para o switch QFX5210-64C, dependendo das entradas de prefixo.

Tabela 11 lista as variações de tamanho da tabela Defip de Camada 3 para os switches EX4650 e QFX5120, dependendo das alterações nas entradas de prefixo IPv6/128.

Perfis de tabela de encaminhamento unificados sobre switches de QFX5130 e QFX5700 para versões evoluídas do Junos OS

Você pode configurar um perfil de encaminhamento para a tabela de encaminhamento unificada em switches QFX5130 e QFX5700 usando a forwarding-profile declaração de configuração no nível de hierarquia [editar opções de encaminhamento de pacotes] para o Junos OS Evolved.

Você pode visualizar a escala por perfil usando o show pfe uft-profile-info comando.

Entendendo a memória endereçável de conteúdo ternary (TCAM) e as entradas de correspondência de prefixo mais longas

Você pode personalizar ainda mais os perfis não LPM configurando o espaço disponível para memória endereçável de conteúdo ternário (TCAM) para alocar mais memória para as entradas de correspondência de prefixo mais longas. Você pode alterar o número de entradas alocadas nesses endereços IPv6, essencialmente alocando mais ou menos espaço para entradas LPM IPv4 com qualquer comprimento de prefixo ou entradas IPv6 com comprimentos de prefixo de 64 de menos. Para obter mais informações sobre como alterar os parâmetros padrão do espaço de memória TCAM para entradas LPM, veja Configuração da tabela de encaminhamento unificada em switches.

Exemplo de tabela de host para perfil com tráfego pesado de camada 2

Tabela 13 lista várias combinações válidas que a tabela do host pode armazenar se você usar o l2-profile-one perfil nos switches EX4600 e QFX5100. Esse perfil aloca a porcentagem de memória para endereços de Camada 2. Observe que os valores padrão podem ser diferentes em outros switches. Cada linha na tabela representa um caso em que a tabela do host está cheia e não pode acomodar mais entradas.