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VOIP – Configuração e funcionalidades em switch Cisco

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Conceito e configurações para telefone IP em switches Cisco

SWITCH CISCO – CONFIGURAÇÃO DE POE (POWER OVER ETHERNET)

Em muitas situações, pontos de acesso e outros dispositivos de rede precisam ser instalados em telhados e outros locais de difícil acesso. Nesses casos, além do cabo de rede, é necessário fazer a instalação elétrica, o que aumenta os custos. O Power over Ethernet, ou PoE, é um padrão que permite transmitir energia elétrica usando o próprio cabo de rede, juntamente com os dados, o que soluciona o problema.

O padrão IEEE 802.3af, dois dos quatro pares de fios do cabo de par trançado são utilizados para transmitir uma corrente com tensão de 48 volts e até 400 mA o que, depois de descontadas todas as perdas, resulta em uma capacidade de fornecimento de até 12.95 watts. A energia é suficiente para alimentar a grande maioria dos pontos de acesso, telefones VoIP e outros dispositivos menores ou até mesmo um notebook de baixo consumo.

Um sistema especial de modulação permite que os dois pares que transmitem energia sejam usados também para transmitir dados, o que permite o uso em conjunto com dispositivos Gigabit Ethernet. A tecnologia não é muito diferente da utilizada desde o início do século passado no sistema telefônico, que também transmite uma corrente com tensão de 48 volts (usada para alimentar o aparelho) juntamente com o sinal de voz.

SWITCH CISCO – FUNCIONAMENTO DO POE

Um switch Catalyst pode oferecer PoE em suas portas, mas deve estar preparado para isso. Tem que ter uma ou mais fontes de alimentação preparadas para blindar a carga adicional que oferecerá aos dispositivos conectados.

POE está disponível em muitas plataformas incluindo os Catalyst 3750 PWR, os 4500 e os 6500.

Existem dois métodos de proporcionar PoE aos dispositivos conectados:

  • Cisco Inline Power (ILP), é um método proprietário da Cisco desenvolvido antes do padrão IEEE 802.3 AF.
  • IEE 802 AF, é um método padrão que oferece compatibilidade entre diferentes fabricantes e cumpre a mesma função do antecessor.

A energia pode ser proporcionada de duas maneiras:

  • Cisco ILP proporciona a energia sobre os cabos par trançado 2 e 3, que são os pares de dados, com 48 VDC.
  • IEEE 802.3F a energia pode ser proporcionada da mesma maneira, ou seja, sobre os pares 2 e 3 ou sobre os pares 1 e 4.

Com os comandos debug ilpower controller e debug cdp packets, podemos ver as trocas de energia, o exemplo seguinte mostra como a energia foi reduzida de 1500 mW a 6300 mW:

00:58:46: ILP uses AC Disconnect(Fa1/0/47): state= ILP_DETECTING_S, event=
PHY_CSCO_DETECTED_EV
00:58:46: %ILPOWER-7-DETECT: Interface Fa1/0/47: Power Device detected: Cisco PD
00:58:46: Ilpower PD device 1 class 2 from interface (Fa1/0/47)
00:58:46: ilpower new power from pd discovery Fa1/0/47, power_status ok
00:58:46: Ilpower interface (Fa1/0/47) power status change, allocated power 15400
00:58:46: ILP Power apply to ( Fa1/0/47 ) Okay
00:58:46: ILP Start PHY Cisco IP phone detection ( Fa1/0/47 ) Okay
00:58:46: %ILPOWER-5-POWER_GRANTED: Interface Fa1/0/47: Power granted
00:58:46: ILP uses AC Disconnect(Fa1/0/47): state= ILP_CSCO_PD_DETECTED_S, event=
IEEE_PWR_GOOD_EV
00:58:48: ILP State_Machine ( Fa1/0/47 ): State= ILP_PWR_GOOD_USE_IEEE_DISC_S,
Event= PHY_LINK_UP_EV
00:58:48: ILP uses AC Disconnect(Fa1/0/47): state= ILP_PWR_GOOD_USE_IEEE_DISC_S,event= PHY_LINK_UP_EV
00:58:50: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet1/0/47, changed state to up
00:58:50: CDP-AD: Interface FastEthernet1/0/47 coming up
00:58:50: ilpower_powerman_power_available_tlv: about sending patlv on Fa1/0/47
00:58:50: req id 0, man id 1, pwr avail 15400, pwr man –1
00:58:50: CDP-PA: version 2 packet sent out on FastEthernet1/0/47
00:58:51: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet1/0/47,
changed state to up
00:58:54: CDP-PA: Packet received from SIP0012435D594D on interface
FastEthernet1/0/47
00:58:54: **Entry NOT found in cache**
00:58:54: Interface(Fa1/0/47) - processing old tlv from cdp, request 6300,
Current allocated 15400
00:58:54: Interface (Fa1/0/47) efficiency is 100
00:58:54: ilpower_powerman_power_available_tlv: about sending patlv on Fa1/0/47
00:58:54: req id 0, man id 1, pwr avail 6300, pwr man –1
00:58:54: CDP-PA: version 2 packet sent out on FastEthernet1/0/47

SWITCH CISCO – CONFIGURAÇÃO DE POE

PoE é configurado de maneira simples, cada porta do switch pode detectar automaticamente a presença de um dispositivo capacitado para ILP antes de aplicar a energia na porta. Também pode configurar de tal maneira que a porta não aceite ILP. Por padrão todas as portas do switch tentam descobrir dispositivos que sejam ILP para trocar esse comportamento utiliza-se a seguinte serie de comandos:

Switch(config)# interface type mod/num
Switch(config-if)# power inline {auto [max milli-watts] | static [max milli-watts] | never}

Por padrão todas as interfaces do switch estão configuradas em auto, onde o dispositivo e a oferta de energia são descobertas automaticamente. A oferta de energia por padrão é 15,4 W; esse valor de máxima energia pode configurar-se através do parâmetro max de 4000 a 15400 mW.

É possível configurar uma oferta de energia estática com o parâmetro static se o dispositivo não é capaz de interatuar com qualquer dos métodos de descobrimento de energia. Para desabilitar PoE na porta de tal maneira que nunca detecte dispositivos e não seja oferecida energia, utilizamos o parâmetro never.

SWITCH CISCO – VERIFICAÇÕES DO POE

O estado de energia pode-se verificar nas portas do switch com o seguinte comando:

Switch# show power inline [[type mod/num]

O seguinte exemplo proporciona uma saída do comando; se a interface é mostrada como n/a, está sendo utilizado ILP; do contrario é 802.3 AF

Switch# show power inline
Module Available Used Remaining
(Watts) (Watts) (Watts)
—— ——— ——– ———
1 370.0 39.0 331.0
Interface Admin Oper Power Device Class Max
(Watts)
Fa1/0/1 auto on 6.5 AIR-AP1231G-A-K9 n/a 15.4
Fa1/0/2 auto on 6.3 IP Phone 7940 n/a 15.4
Fa1/0/3 auto on 6.3 IP Phone 7960 n/a 15.4
Fa1/0/4 auto on 15.4 Ieee PD 0 15.4
Fa1/0/5 auto on 4.5 Ieee PD 1 15.4
Fa1/0/6 static on 15.4 n/a n/a 15.4
Fa1/0/7 auto off 0.0 n/a n/a 15.4
[output omitted]

SWITCH CISCO – CONFIGURAÇÃO VOICE VLAN

Um telefone IP Cisco proporciona uma conexão de dados para um PC terminal ademais de sua própria conexão, isso permite que só seja instalado um cabo de ethernet por usuário. O telefone IP da Cisco também pode controlar alguns dos aspectos sobre como os pacotes são apresentados ao switch. A maioria dos telefones IP Cisco tem um switch incorporado de 3 portas conectados ao switch principal, ao usuário e ao próprio telefone internamente.

As portas de voz e do PC do usuário funcionam como portas de um switch em mode de acesso, a porta que conecta ao switch principal pode operar com troncal 802.1Q ou como porta de acesso.

O modo de enlace entre os telefones e o switch é negociado, podendo configurar o switch para instruir o telefone para que utilize um determinado caso de 802.1Q ou uma simples VLAN de acesso. Com um trunk o trafego de voz pode ser isolado do trafego de dados proporcionando segurança e capacidades de qualidade de serviço. Como um enlace de acesso de voz e dados são combinados na mesma VÇAN, simplifica outros aspectos de configuração do switch porque não é necessário ter uma VLAN de voz separada. Mas mesmo assim poderia comprometer a qualidade da voz dependendo da mistura de aplicações do PC e do trafego que tem no enlace.

 

SWITCH CISCO – CONFIGURAÇÃO DE VLAN DE VOZ

 Os pacotes de voz junto com a informação de qualidade de serviço levam em uma única VLAN de voz conhecida como VVID (Voice VLAN ID) ou sobre uma VLAN nativa ou PVID (port VLAN ID). No enlace do telefone IP só necessitará configurar a porta do switch onde o telefone se conectará, e o switch instruirá o telefone para seguir os modos selecionados, além disso, a porta do switch não necessita nenhuma configuração especial de trunk. Se for necessário um trunk 802.1Q se formará um trunk especial de maneira automática negociado mediante DTP (Dynamic Trunking Protocol) e CDP.

configuração voice vlan cisco

Utilizamos o seguinte comando de configuração de interface para selecionar o modo da VLAN de voz:

Switch(config-if)# switchport voice vlan {vlan-id | dot1p | untagged | none}

A seguinte tabela os tipos de configuração de VLAN de voz:

Parâmetro Transporte VLAN voz QoS (CoS bits)
Vlan-id PC dados VLAN vlan-id 802.1P
Dot1p PC dados VLAN 0 802.1P
Untagged PC dados e voz
None (padrão) PC dados e voz

A condição padrão para cada porta do switch onde não é utilizado enlaces trunks é none. Todos os modos exceto none utilizam um mode especial de trunk 802.1Q. A única diferença entre dot1pe untagged é a maneira em que encapsulam o trafego de VOZ. O modo dot1p dispõe os pacotes de voz na VLAN 0 o qual requer uma configuração de vlan-id que não seja a nativa, mas não necessita a criação de VLAN de voz. O mode untagged põe os pacotes de voz na VLAN nativa, por tanto não necessita vlan-id nem uma vlan de voz única.

O modo mais versátil utiliza vlan-id, voa e trafego de usuário são transportados separadamente, os pacotes de voz também contem informação de QoS no enlace no campo correspondente ao 802.1P.

O caso especial 802.1P trunk é habilitado automaticamente através de troca de informações CDP entre o switch e o telefone IP. O troncal contem 2 VLANs, a de voz etiquetada VVID e a de dados. A VLAN de acesso da porta do switch é utilizada como a VLAN de dados, que leva os pacotes desde e até o PC conectado na porta correspondente no telefone IP. Se um telefone IP é eliminado e um PC é conectado na mesma porta do switch funcionará normalmente devido a que a vlan de dados estará na porta de acesso, incluso quando o troncal especial não esteja em funcionamento.

 

SWITCH CISCO – TROUBLESHOOTING VLAN DE VOZ

Podemos verificar o modo de operação da porta dos switches, seja de acesso ou trunks e a VLAN de voz utilizando o comando show interface switchport.

Switch# show interfaces fastEthernet 1/0/1 switchport
Name: Fa1/0/1
Switchport: Enabled
Administrative Mode: dynamic auto
Operational Mode: static access
Administrative Trunking Encapsulation: negotiate
Operational Trunking Encapsulation: native
Negotiation of Trunking: On
Access Mode VLAN: 10 (VLAN0010)
Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
Administrative Native VLAN tagging: enabled
Voice VLAN: 110 (VoIP)
Administrative private-vlan host-association: none
Administrative private-vlan mapping: none
Administrative private-vlan trunk native VLAN: none
Administrative private-vlan trunk Native VLAN tagging: enabled
Administrative private-vlan trunk encapsulation: dot1q
Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none
Administrative private-vlan trunk private VLANs: none
Operational private-vlan: none
Trunking VLANs Enabled: ALL
Pruning VLANs Enabled: 2-1001
Capture Mode Disabled
Capture VLANs Allowed: ALL
Protected: false
Unknown unicast blocked: disabled
Unknown multicast blocked: disabled
Appliance trust: none
Switch#

Quando o trunk do telefone IP não está ativo não é mostrado no comando show, mas é possível saber que a VLAN está sendo levada nos enlaces troncais olhando a atividade do STP. Spanning Tree executa duas instancias, uma para a VLAN de dados e outra para a VLAN de voz, podemos visualizá-las com o comando show Spanning-tree interface.

 O seguinte exemplo mostra um switch que está configurado com a VLAN 10 para dados e a VLAN 110 para voz e a VLAN 99 como nativa:

Switch# show running-config interface fastethernet 1/0/1
interface FastEthernet1/0/1
switchport trunk native vlan 99
switchport access vlan 10
switchport voice vlan 110
Switch# show spanning-tree interface fastethernet 1/0/1
Vlan Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
VLAN0010 Desg FWD 19 128.51 P2p
VLAN0110 Desg FWD 19 128.51 P2p
Switch#

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