Domínios de Colisão vs Domínios de Broadcast

1. Definicao

Domínios de Colisão vs Domínios de Broadcast e um conceito fundamental da Camada de Enlace (Layer 2 do modelo OSI). A Camada de Enlace e a primeira camada que introduz inteligencia de quadro - uma estrutura logica com cabecalho, payload e trailer, ao contrario do mero fluxo de bits da camada fisica.

2. Subcamadas IEEE 802

LLC (Logical Link Control - IEEE 802.2)

• Multiplexacao de protocolos superiores.
• Controle de erro opcional (ARQ).
• Controle de fluxo opcional.

MAC (Medium Access Control)

• Acesso ao meio (CSMA/CD, CSMA/CA).
• Enderecamento (MAC source/destination).
• Formato do quadro (header + trailer).
• FCS (geralmente CRC-32).

3. Estrutura do Quadro IEEE 802.3

+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| Preamble| SFD   | Dst MAC| Src MAC| Type/Len    | Data   | FCS  |
| 7 bytes| 1 byte| 6 bytes| 6 bytes| 2 bytes     | 46-1500| 4 B  |
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+

EtherTypes Comuns

4. Operacao de Switching L2

Aprendizado (Learning)

1. Quadro chega na porta P com MAC origem SA.
2. Switch adiciona (SA, VLAN, P) na tabela CAM.
3. Se ja existe, atualiza timestamp.

Encaminhamento (Forwarding)

1. Lookup (DA, VLAN) na CAM.
2. Se encontrado: encaminha para a porta destino.
3. Se desconhecido: flood para todas as portas da VLAN.
4. Se broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF): flood para todas as portas.

5. VLANs (IEEE 802.1Q)

Tipos de Porta

• Access Port: Pertence a uma VLAN. Quadros untagged.
• Trunk Port: Carrega multiplas VLANs. Quadros tagged (exceto Native VLAN).

Configuracao Cisco

interface Gi0/1
  switchport mode access
  switchport access vlan 10

interface Gi0/24
  switchport trunk encapsulation dot1q
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20,30

Inter-VLAN Routing

interface Vlan10
  ip address 10.0.10.1 255.255.255.0
!
interface Vlan20
  ip address 10.0.20.1 255.255.255.0
!
ip routing

6. Spanning Tree Protocol (STP)

STP (IEEE 802.1D) previne loops de L2:

Estados de Porta

1. Blocking: Processa BPDUs, nao encaminha dados.
2. Listening: Apenas BPDUs (15s).
3. Learning: Aprende MACs (15s).
4. Forwarding: Plenamente operacional.

Tempo total de convergencia: 30-50s (pior caso).

RSTP (IEEE 802.1w)

• Estados: Discarding, Learning, Forwarding.
• Convergencia sub-segundo em links P2P.
• Proposal-Agreement handshake.

7. ARP (Address Resolution Protocol)

ARP (RFC 826) mapeia IP -> MAC:

1. Host A envia ARP Request broadcast: "Quem tem 10.0.0.10?"
2. Host B responde ARP Reply: "Eu tenho, MAC XX:XX:XX:XX:XX:XX"

ARP Spoofing (Ataque)

Atacante envia ARP Reply falso -> MITM.

Mitigacoes:
- DHCP Snooping + Dynamic ARP Inspection (DAI).
- Port Security (limita MACs por porta).
- 802.1X (autenticacao de porta).

8. Comparacao Ethernet vs Wi-Fi