Fundamentos de encaminhamento: VLANs, LAG, spanning tree, roteamento

Um problema de transceptor nunca se anuncia como um problema de transceptor. Ele aparece como uma mudança de topologia no spanning tree, um membro de LAG suspenso, um vizinho OSPF oscilando, um túnel VXLAN oscilando ou “metade dos usuários está lenta”. Para ler esses sintomas de volta à camada física é preciso o vocabulário de encaminhamento: como um switch aprende endereços MAC, o que são VLANs e trunks, como a agregação de enlaces distribui os fluxos por hash, por que o spanning tree bloqueia portas e o que os protocolos de roteamento fazem quando um enlace pisca. Esta página é esse vocabulário, limitado ao que importa quando a causa raiz pode ser um conector sujo.

Camada 2: aprendizado de MAC e VLANs

Conceito	O que acontece	Ângulo óptico
Aprendizado de MAC	o MAC de origem de cada frame é registrado em relação à porta de entrada; destinos desconhecidos são inundados	uma porta oscilando limpa e reaprende entradas — inundações breves a cada oscilação
Envelhecimento	as entradas expiram (300 s por padrão)	—
VLAN (802.1Q)	um domínio de broadcast; os frames carregam uma tag de 12 bits (1–4094) nos trunks	—
Porta de acesso	uma VLAN não marcada	—
Porta trunk	várias VLANs marcadas, uma nativa não marcada	um descompasso de VLAN nativa entre os lados de um uplink aparece como conectividade parcial, não como falha de enlace
MTU / jumbo	1 500 bytes por padrão, 9 000–9 216 no modo jumbo	um descompasso de MTU entre os lados de um uplink deixa passar pacotes pequenos e descarta os grandes — parece uma óptica intermitente
Storm control, BPDU guard, port security	recursos de proteção que desativam portas	uma porta em errdisable por qualquer um desses recursos parece um módulo morto (Índice de sintomas)

Spanning tree

Variante	Convergência	Notas
STP (802.1D)	30–50 s	legado
RSTP (802.1w)	< 1–3 s	padrão na maioria
MSTP (802.1s)	como o RSTP, por instância	grupos de VLAN
PVST+/Rapid-PVST+	por VLAN	Cisco

O spanning tree bloqueia caminhos L2 redundantes. Veja o que um módulo óptico com defeito faz com ele:

um uplink oscilando gera notificações de mudança de topologia (TCN); cada TCN limpa as tabelas MAC em toda a rede e causa segundos de inundação — os usuários percebem travamentos a cada oscilação (Oscilação de enlace);
um enlace unidirecional (uma fibra rompida, o Tx funciona, o Rx não) pode criar um loop se os BPDUs pararem de chegar — UDLD, loop guard e bridge assurance existem exatamente para isso (Sem enlace);
os LEDs de porta bloqueada (âmbar) são normais em enlaces redundantes, não uma falha (Nomenclatura de portas e LEDs).

Fabrics leaf–spine evitam o STP roteando cada enlace.

Agregação de enlaces (LAG, port-channel, bond)

Item	Regra
Protocolo	LACP (802.1AX / 802.3ad): os membros trocam PDUs e negociam a associação; um LAG estático não tem proteção
Membros	mesma velocidade, duplex, MTU; a maioria dos NOS exige o mesmo FEC e o mesmo tipo de mídia — 4 × 25G em ópticas ou 4 × 25G em DAC, sem mistura
Hash	fluxos distribuídos por hash dos campos de MAC/IP/porta; um fluxo nunca excede a velocidade de um membro
Membro com erros	o LACP o mantém no bundle enquanto os PDUs passam; erros de CRC em um membro corrompem os fluxos que caem nele pelo hash — “algumas sessões lentas, outras normais” é a assinatura (Métricas de VDM e FEC)
Min-links	o bundle cai se menos de N membros estiverem ativos — protege contra operar com um único enlace degradado
Nomes	`Port-channel`, `ae`, `Eth-Trunk`, `bond`, `PortChannel` conforme o NOS
Entre dois switches	MLAG/vPC/VLT (Empilhamento e MLAG)

Na prática: quando um LAG “funciona mas está lento”, verifique os contadores por membro e o DDM, não o bundle.

Camada 3: roteamento no switch

Conceito	O que é	Ângulo óptico
SVI / porta roteada	interface IP em uma VLAN ou em uma porta física	uplinks roteados não têm STP; uma oscilação é um evento de roteamento
Estático / OSPF / IS-IS / BGP	protocolos de roteamento; fabrics de DC usam BGP (eBGP por enlace) ou OSPF	os logs de vizinho up/down apontam qual enlace oscilou e quando
ECMP	multipath de custo igual sobre N uplinks; fluxos distribuídos por hash como no LAG	um uplink com defeito degrada 1/N dos fluxos; o BFD (50–300 ms) detecta a falha mais rápido que os timers do protocolo
Amortecimento	suprime o anúncio de uma interface que está oscilando	um transceptor que oscila acaba amortecido — o enlace fica “up”, mas o tráfego não é roteado
VRF	tabelas de roteamento separadas (a VRF de gerenciamento!)	um ping para o switch pela VRF errada parece uma falha de enlace
Redundância de primeiro salto (HSRP/VRRP)	gateway virtual entre dois switches	oscilações causam a comutação do gateway

Overlays

Overlay	Onde	Ângulo óptico
VXLAN / EVPN	fabrics de DC: L2 sobre L3	os túneis andam sobre ECMP; um enlace de spine com defeito degrada túneis de forma aleatória, não determinística
MPLS / SR	operadoras	o fast reroute (< 50 ms) mascara oscilações — verifique os contadores da underlay
EVPN multihoming (ESI-LAG)	substitui o MLAG	enlaces de membro para leaves diferentes, mesmas regras dos membros de LAG

Controle de fluxo e classes sem perdas

Mecanismo	Finalidade	Ângulo óptico
pause 802.3x	parar o vizinho	raramente usado; o pause global esconde congestionamento
PFC (802.1Qbb)	pause por prioridade para RoCE/FCoE	um enlace com erros de CRC dispara retransmissões, não pause — mas tempestades de pause vindas de uma porta oscilando podem travar uma classe sem perdas em toda a fabric (Ethernet sem perdas)
ECN	marcar congestionamento	—

Relacionando sintomas de encaminhamento de volta à camada física

Sintoma de encaminhamento	Causa física a verificar
TCNs de STP a cada poucos minutos, oscilações de MAC nos logs	um uplink oscilando — potência Rx do DDM perto da sensibilidade, conector sujo
Membro de LACP “suspended” / “individual”	descompasso de FEC ou de velocidade nesse membro; módulo não reconhecido
Vizinho OSPF/BGP reinicia em um enlace	transceptor oscilando, ou módulo no limite de temperatura
ECMP: um subconjunto de fluxos lento ou com perdas	um uplink com incorrigíveis de FEC / CRC
Frames jumbo falham, pings funcionam	MTU — não é a óptica
Loop ou tempestade de broadcast após um reparo de fibra	enlace unidirecional, troca de polaridade no MPO, UDLD ausente
Tráfego para após uma atualização de software	módulos ópticos de terceiros rejeitados na nova versão (Matrizes de compatibilidade e firmware)
Servidor vê o enlace up, sem tráfego	VLAN errada/descompasso de nativa, ou LAG no switch e nenhum no servidor

As verificações físicas por trás de cada linha: Índice de sintomas, Verificando módulos ópticos em um switch.

No CodingBox

Sintomas da camada de encaminhamento apontam para uma porta; a porta aponta para um módulo; o DDM, a identidade e os limiares do módulo — lidos no switch ou na bancada — encerram o caso. Manter um registro por módulo no code database transforma “o LAG ficou lento de novo” em “membro 3, serial X, Rx −17 dBm, substituído”.

Se você encontrar uma imprecisão ou um erro neste artigo, selecione o trecho correspondente e pressione Ctrl+Enter para .