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E3 - Design de Segmentação (VLANs e DHCP)

Data de Entrega: 07/11 (Sexta-feira)

Critério Principal: Lógica e Funcionalidade — a estratégia de DHCP deve ser funcional e as portas trunk devem suportar todas as VLANs.

Prática no Packet Tracer

Parte 0: Ativar a conexão do roteador

Por padrão, as portas de um roteador Cisco vêm administrativamente desligadas (shutdown). É preciso ligá-las manualmente.

Clique no R-CIN → aba CLI.

Router# configure terminal

# Entre na interface física PRINCIPAL (não na sub-interface)
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0

# Execute o comando para LIGAR a porta
Router(config-if)# no shutdown

# Saia e salve
Router(config-if)# end
Router# copy running-config startup-config

Parte 1 e 2: Criação e Nomeação de VLANs

O objetivo aqui é criar as "redes virtuais" que irão segmentar os laboratórios. Essa configuração deve ser feita tanto no Switch Core quanto nos Switches de Acesso.

Comandos Úteis

  • vlan <ID> — cria uma VLAN com o número de identificação (ID) especificado, ou entra no modo de configuração dessa VLAN se ela já existir.
  • name <NOME_DA_VLAN> — atribui um nome descritivo à VLAN em configuração. É boa prática usar nomes que identifiquem sua finalidade (ex: LAB_ENGENHARIA ou VLAN10_LAB1).

Dica Importante

A organização é fundamental. Certifique-se de que os IDs e nomes das VLANs sejam consistentes em todos os switches, para facilitar o gerenciamento.

Comando de Verificação

  • show vlan brief — exibe uma tabela com todas as VLANs criadas no switch, seus nomes e quais portas estão associadas a elas. Use para confirmar que as VLANs foram criadas corretamente.

Parte 3: Configuração de Portas Trunk

Comandos Úteis (Switch Core — Layer 3)

  • interface <tipo_e_numero> ou interface range <tipo_e_intervalo> — entra no modo de configuração de uma porta específica (ex: GigabitEthernet0/1) ou de um intervalo de portas (ex: FastEthernet0/1 - 7).
  • switchport trunk encapsulation dot1q — define o protocolo de encapsulamento usado para "etiquetar" o tráfego das VLANs. Obrigatório em switches Layer 3, como o 3560, antes de ativar o modo trunk.
  • switchport mode trunk — ativa o modo de operação trunk na porta selecionada.

Comandos Úteis (Switches de Acesso — Layer 2)

Nos switches de acesso (modelo 2960), geralmente o comando switchport trunk encapsulation dot1q não é necessário, pois eles só suportam esse protocolo. Pode-se usar diretamente switchport mode trunk.

Comando de Verificação

  • show interfaces trunk — mostra a lista de todas as portas operando em modo trunk, seu status e quais VLANs estão autorizadas a passar por elas. Essencial para verificar se as "autoestradas" estão funcionando.

Parte 4: Configuração de Portas de Acesso

Comandos Úteis

  • switchport mode access — configura a porta para operar em modo de acesso.
  • switchport access vlan <ID> — associa a porta de acesso à VLAN especificada. Todo o tráfego que entrar ou sair por essa porta pertencerá a essa VLAN.

Parte 5: Configuração de DHCP e Roteamento no Roteador

O objetivo é fazer com que o roteador (R-CIN) gerencie a comunicação entre as diferentes VLANs (roteamento Inter-VLAN) e distribua endereços IP automaticamente para os PCs (serviço DHCP).

Etapa A: Criar os Gateways (Router-on-a-Stick)

O roteador precisa de uma "porta" virtual para cada VLAN — essas são as sub-interfaces.

  • interface <tipo_e_numero>.<ID_DA_VLAN> — cria uma sub-interface virtual. O número após o ponto deve corresponder ao ID da VLAN, para manter a organização (ex: interface GigabitEthernet0/0.10 para a VLAN 10).
  • encapsulation dot1Q <ID_DA_VLAN> — vincula a sub-interface à VLAN correspondente. É assim que o roteador sabe qual tráfego pertence a qual sub-interface.
  • ip address <IP_DO_GATEWAY> <MASCARA> — atribui o endereço IP de gateway para aquela sub-rede/VLAN. Esse é o endereço que os PCs usarão para se comunicar com outras redes.

Etapa B: Configurar o Serviço DHCP

  • ip dhcp excluded-address <IP_A_EXCLUIR> — impede que o servidor DHCP distribua um endereço específico. Use para reservar os endereços dos gateways configurados na Etapa A.
  • ip dhcp pool <NOME_DO_POOL> — cria um "conjunto" de configurações DHCP com um nome descritivo (ex: POOL_LAB1).
  • network <ENDERECO_DA_REDE> <MASCARA> — define a faixa de endereços IP que esse pool pode distribuir.
  • default-router <IP_DO_GATEWAY> — informa aos clientes DHCP qual é o endereço do gateway padrão da rede.
  • dns-server <IP_DO_DNS> — informa aos clientes qual servidor DNS devem usar. Conforme solicitado, utilize o endereço 8.8.8.8 (DNS público do Google).

Documentação para o Relatório

VLAN ID Nome da VLAN Sub-rede IP Gateway (R-CIN) Switch(es) de Acesso Portas de Acesso
VLAN 10 LAB01 172.20.3.0 /26 172.20.3.1 Sw-Acesso-Lab1-A / Sw-Acesso-Lab1-B Fa0/1 - Fa0/24 (em ambos os switches)
VLAN 20 LAB02 172.20.3.64 /27 172.20.3.65 Sw-Acesso-Lab2-A / Sw-Acesso-Lab2-B Fa0/1 - Fa0/24 (em ambos os switches)
VLAN 30 LAB03 172.20.3.96 /27 172.20.3.97 Sw-Acesso-Lab3 Fa0/1 - Fa0/20
VLAN 40 LAB04 172.20.3.128 /27 172.20.3.129 Sw-Acesso-Lab4 Fa0/1 - Fa0/20
VLAN 50 LAB05 172.20.3.160 /27 172.20.3.161 Sw-Acesso-Lab5 Fa0/1 - Fa0/15

Portas Trunk configuradas:

  • Switch Core: Fa0/1-5 (→ Switches de Acesso) + Gi0/1 (→ Roteador)
  • Cada Switch de Acesso: Gi0/1 (→ Switch Core)

Comandos de Verificação (devem estar presentes no relatório)

Use estes comandos para validar as configurações:

Ver VLANs criadas (switch):

Switch# show vlan brief

Ver portas trunk (switch):

Switch# show interfaces trunk

Ver pools de DHCP no roteador (R-CIN):

R-CIN# show ip dhcp pool

Passo Final: Testando a Configuração (deve estar presente no relatório)

  1. Vá para qualquer PC em qualquer laboratório (ex: PC-Lab1-01).
  2. Clique no PC.
  3. Vá para a aba Desktop.
  4. Clique em IP Configuration.
  5. Selecione a opção DHCP.

Aguarde alguns segundos. Se tudo foi configurado corretamente, aparecerá "DHCP request successful" e o PC receberá endereço IP, máscara de sub-rede, gateway e servidor DNS da sua respectiva sub-rede.

  • Um PC no Lab 1 deve receber um IP como 172.20.X.2.
  • Um PC no Lab 2 deve receber um IP como 172.20.X.66.
  • E assim por diante.

Depois de verificar que os PCs estão recebendo IPs, tente pingar de um PC em uma VLAN para um PC em outra VLAN, confirmando que o roteamento Inter-VLAN está funcionando. Por exemplo, do PC no Lab 1, abra o Command Prompt e digite ping 172.20.X.5. O primeiro ping pode falhar (devido ao processo ARP), mas os seguintes devem funcionar.

Conceitos Essenciais: Portas de Acesso vs. Trunk

Portas de Acesso (Access Ports)

  • Pertencem a uma única VLAN.
  • Conectam dispositivos finais (PCs, servidores).
  • Tráfego não etiquetado (untagged).
  • No projeto: portas onde os PCs dos laboratórios se conectam.

Exemplo: um PC conectado à porta Fa0/5 de um switch configurado para VLAN 10 só enxerga a VLAN 10.

Portas Trunk (Trunk Ports)

  • Transportam tráfego de múltiplas VLANs simultaneamente.
  • Conectam switches a switches ou switches a roteadores.
  • Tráfego etiquetado, usando o protocolo IEEE 802.1Q.
  • No projeto: conexões entre switches de acesso e switch core, e entre switch core e roteador.

Exemplo: a conexão entre Switch-Acesso-Lab1 e Switch-Core transporta tráfego das VLANs 10, 20, 30, 40 e 50.

Fundamentos Teóricos

O que são VLANs?

VLAN (Virtual Local Area Network) é uma tecnologia que permite criar redes lógicas separadas dentro da mesma infraestrutura física.

Analogia

Imagine um prédio com vários apartamentos. Embora compartilhem a mesma estrutura física, cada apartamento é privado e isolado — VLANs funcionam assim na rede.

Benefícios das VLANs:

  • Segurança: isola o tráfego entre departamentos/grupos.
  • Performance: reduz domínios de broadcast (menos tráfego desnecessário).
  • Organização: agrupa logicamente dispositivos, independentemente da localização física.
  • Economia: não é preciso usar switches separados para cada grupo.

No projeto do CIn: cada laboratório é uma VLAN separada — Lab 1 → VLAN 10, Lab 2 → VLAN 20, Lab 3 → VLAN 30, Lab 4 → VLAN 40, Lab 5 → VLAN 50.

O que é DHCP?

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) automatiza a configuração de rede dos dispositivos.

Sem DHCP, seria preciso configurar manualmente IP, máscara, gateway e DNS em cada PC — com alto risco de erros e conflitos de IP, e muito trabalho em redes grandes. Com DHCP, o PC liga, solicita a configuração, o servidor responde com todas as informações, e a configuração acontece automaticamente, sem erros.

Funcionamento (processo DORA):

  1. Discover: o PC envia um broadcast — "preciso de um IP!".
  2. Offer: o servidor DHCP oferece um IP disponível.
  3. Request: o PC aceita a oferta.
  4. Ack: o servidor confirma e reserva o IP.

Relação entre VLANs, Sub-redes e DHCP

É crucial entender como esses três conceitos se conectam:

  1. VLAN (Camada 2 — Enlace): cria isolamento lógico usando tags em quadros Ethernet.
  2. Sub-rede IP (Camada 3 — Rede): define o espaço de endereçamento (calculado na E2).
  3. Gateway (Camada 3): porta de saída da VLAN/sub-rede para outras redes.
  4. DHCP: serviço que automatiza a entrega das configurações (IP, máscara, gateway).

Exemplo integrado:

  • O PC está na VLAN 10 (tag 802.1Q).
  • A VLAN 10 usa a sub-rede 172.20.X.0/24.
  • O gateway da VLAN 10 é 172.20.X.1.
  • O pool DHCP para a VLAN 10 vai de 172.20.X.2 até 172.20.X.62.
  • O PC recebe automaticamente: IP do pool, máscara /24, gateway .1.

Dicas e Erros Comuns

Erro comum Solução
VLAN não aparece no switch de acesso Certifique-se de criar a VLAN em todos os switches
Trunk não funciona Verifique se ambas as pontas da conexão estão configuradas como trunk
DHCP ainda não funciona Normal nesta etapa — o DHCP só funcionará por completo após criar as sub-interfaces na E4
Esqueceu de excluir o IP de gateway O gateway não pode ser distribuído pelo pool; sempre exclua antes de criar o pool

Dicas

  • Use nomes descritivos para VLANs — ajuda na documentação e no troubleshooting.
  • Documente todas as portas trunk e access — você precisará disso na apresentação final.
  • O comando interface range economiza tempo ao configurar múltiplas portas de uma vez.

Próxima etapa: com VLANs e DHCP configurados, você implementará o roteamento Inter-VLAN para permitir comunicação entre os laboratórios (E4).