Encontrar enlaces
de rede interrompidos é bem menos complexo que descobrir
enlaces que operam com velocidade menor que a desejada.
Por esse motivo, todo o cuidado deve ser tomado na
configuração dos dispositivos de conexão, principalmente
quando se tratar de enlaces de rede utilizando a tecnologia
Ethernet.
Problemas de conectividade
O aparecimento da
tecnologia Fast Ethernet de 100Mbps aumentou não só
a velocidade dos enlaces Ethernet, mas também os problemas
decorrentes de misturas das tecnologias de 10Mbps
e 100Mbps, usando mídias compatíveis. É possível,
por exemplo, usar um mesmo par trançado para o tráfego
10Mbps ou 100Mbps (UTP cat5e, por exemplo).
Um outro complicador
é a existência de placas de rede 10/100 e 10/100/1000
e equipamentos de interconexão que podem funcionar
tanto a 10Mbps quanto à 100Mbps ou 1000Mbps. Portanto,
ao conectar um equipamento a um repetidor ou comutador
Ethernet, é necessário casar a velocidade de operação
e o modo de operação (half-duplex ou full-duplex).
Esse casamento pode ser feito manualmente ou automaticamente
através de um mecanismo conhecido como auto-negociação.
A auto-negociação
é uma capacidade opcional do padrão Ethernet para
permitir que dois dispositivos conectados no mesmo
link possam trocar informações sobre suas capacidades
de transmissão. Ela é executada por meio da troca
de pulsos entre dispositivos, conhecidos como "pulsos
de integridade do link". Esses pulsos possuem
16 bits de informação para que os dispositivos de
rede consigam se sincronizar na taxa de transmissão
mais alta comum entre eles. Essa troca de informação
de auto-negociação é realizada durante os períodos
de ociosidade de comunicação no link.
Protocolo de auto-negociação
A configuração automática
de um equipamento em redes Ethernet se dá por intermédio
do protocolo de auto-negociação, que é definido no
padrão 802.3 (Ethernet). O protocolo de auto-negociação
permite que o equipamento com tecnologia Ethernet
selecione automaticamente a velocidade correta e outros
recursos, facilitando a tarefa de configuração.
A auto-negociação
se torna importante quando lembramos que uma instalação
de rede freqüentemente tem muitos equipamentos antigos
e novos, e que os equipamentos podem ser desconectados
de uma porta de um equipamento e conectados a outra
porta com uma certa freqüência. Assim, a necessidade
de um sistema de configuração automática torna-se
óbvia quando consideramos os problemas enfrentados
pelo profissional de redes na instalação de novos
equipamentos ou no remanejamento dos existentes.
As especificações
de auto-negociação foram publicadas inicialmente como
parte do suplemento 802.3u Fast Ethernet ao padrão
IEEE. Todos os sistemas que utilizam como mídia de
transmissão o par trançado aceitam sinais de auto-negociação.
Entretanto, não há opção de auto-negociação para Ethernet
em fibra óptica em velocidades de 10Mbps e 100Mbps.
O motivo é que tais equipamentos utilizam uma série
de fontes de luz de comprimento de onda diferentes
que não podem ser interoperados, não sendo possível
realizar a auto-negociação. A única exceção é o padrão
Gigabit Ethernet, que aceita um tipo de configuração
automática.
Detecção paralela
Quando ambos os lados
de um enlace possuem suporte a auto-negociação, eles
escolhem a combinação de parâmetros que dará melhor
desempenho. Isto é, a maior velocidade possível é
escolhida (10Mbps, 100Mbps ou 1000Mbps) e o modo full-duplex
é escolhido, caso seja suportado por ambos os
lados. Entretanto, o suporte ao protocolo de auto-negociação
é opcional para a maioria dos sistemas que utilizam
cabeamento (par metálico ou fibra óptica). Devido
a isso, o sistema de configuração automática necessita
ser compatível com as interfaces que não aceitam a
auto-negociação e também com interfaces mais antigas,
montadas antes da existência desse protocolo.
Exatamente devido
à existência de hardware antigo, ocorrem casos em
que um lado do link oferece suporte a auto-negociação
enquanto o outro lado não oferece tal suporte. Nesse
caso, o protocolo de auto-negociação consegue detectar
essa condição e responde corretamente usando um mecanismo
chamado detecção paralela. Neste mecanismo,
a extremidade do link que apresenta suporte para configuração
automática descobre a velocidade da extremidade oposta
e obrigatoriamente escolhe o modo de operação half-duplex.
Dois problemas associados
à detecção paralela ocorrem na prática:
O lado que não oferece
suporte a auto-negociação foi configurado manualmente
em modo full-duplex. Nesse caso, o lado
com auto-negociação escolherá half-duplex e
a comunicação não ocorrerá de forma satisfatória;
O lado com auto-negociação
não implementa o padrão corretamente e escolhe o
modo de operação full-duplex. A solução
neste caso é atualizar a versão do driver da placa
de rede ou do software do equipamento de interconexão.
Descasamento do modo
de operação
O descasamento do
modo de operação ocorre quando um lado de uma conexão
Ethernet está configurado para trabalhar no modo half-duplex
e o outro em full-duplex. Pode haver também descasamento
de velocidade, quando, por exemplo, um lado foi configurado
para 100Mbps e o outro para 10Mbps. O modo e a velocidade
de operação podem ser configurados manualmente ou
através de negociação automática.
A negociação automática
é uma função opcional do padrão IEEE 803.2. Sua finalidade
é permitir que os dispositivos de rede diretamente
conectados se comuniquem e negociem, entre si, a velocidade
e o modo de operação, de forma que sua comunicação
seja a mais eficiente possível. Existem padrões para
detecção das velocidades de 10Mbps, 100Mbps e 1000Mbps,
e para os modos de operação half e full-duplex.
O descasamento de
velocidade ou modo de operação é mais comum quando
um ou os dois lados estão configurados para a negociação
automática, mas pode ocorrer quando, por motivos de
manutenção na rede, apenas um lado da conexão tem
suas configurações alteradas.
O sistema de negociação
automática foi projetado de modo que um link só se
torne operacional até que existam recursos correspondentes
em cada extremo da conexão. Todavia não é uma solução
perfeita. O protocolo de auto-negociação não é capaz
de testar a qualidade da mídia utilizada no link,
ficando sob a responsabilidade do profissional de
redes certificar-se que o cabo correto está sendo
usado e que os terminais estão devidamente conectados.
Possíveis falhas de
detecção
Antes de o padrão
ser aprovado, diversos fabricantes já haviam desenvolvido
algum tipo de sistema de negociação automática proprietário.
O resultado dessas diferenças é que uma interface
pode detectar a velocidade e o modo de operação do
enlace de várias formas diferentes, sendo freqüente
ocorrer incompatibilidades entre elas. Portanto, é
possível que a detecção automática de velocidade ou
modo de operação não funcione bem, principalmente
entre equipamentos de fabricantes diferentes, sendo
necessário proceder à configuração manual.
Outra causa possível
do descasamento é quando um lado está configurado
para a negociação automática e o outro para operação
full-duplex, independente da velocidade. Nesse caso,
o lado que irá negociar encontrará a velocidade corretamente,
mas será configurado para half-duplex (que é o modo
default quando a interface detecta que o outro lado
não está configurado para a negociação automática),
gerando assim, um descasamento de modo de operação.
Quando o descasamento
é do modo de operação, existe conectividade, mas o
desempenho da rede deixa a desejar (a rede fica mais
lenta). Também é possível que o problema de descasamento
de modo de operação exista, mas não seja percebido,
principalmente em momentos de baixa utilização da
rede. Somente nos momentos quando o enlace apresenta
maior tráfego é que o problema fica evidente.
Em geral, o descasamento
do modo de operação causa diversos tipos de erros
no enlace de dados como, por exemplo, elevada taxa
de erros, taxa de colisões superior a 10% e colisões
tardias (ocorrem depois do maior tempo possível em
que poderia ocorrer uma colisão, de acordo com as
especificações do padrão Ethernet).
Quando conseguimos
confirmar o descasamento de modo de operação ou velocidade
devido a erros de configuração manual, a solução é
corrigir a velocidade ou o modo de operação das interfaces
envolvidas. Para obter um desempenho mais satisfatório,
devemos usar o modo de operação full-duplex. Se repetidores
estiverem envolvidos, o modo de operação sempre deve
ser half-duplex, pois um repetidor não trabalha no
modo full-duplex.
Quando o descasamento
for provocado por falha na negociação automática,
a solução é desconectar o cabo e conecta-lo novamente
para provocar uma nova negociação. Se o problema ocorrer
com freqüência, é aconselhável configurar manualmente
as interfaces envolvidas.
Referências Bibliográficas
LOPES, Raquel Vigolvino;
SAUVÉ, Jacques Philippe; NICOLLETTI, Pedro Sérgio.
Melhores práticas para gerentes de redes de
computadores. Rio de Janeiro: Campus, 2003.
SPURGEON, Charles
E. Ethernet: o guia definitivo; tradução
Daniel Vieira. Rio de Janeiro: Campus, 2000.