Otimização e Segurança da Rede de Switches Dell EMC para Transmissão de Fluxo BTS

27/09/2025

1 . Objetivo

O presente guia detalha a nova filosofia de design e as configurações aplicadas aos switches Dell EMC Networking da érie N (modelos N3024 e similares) e PowerConnect 6200. O objetivo principal desta reconfiguração é eliminar a perda de pacotes MPEG (MPEG loss) e garantir a máxima estabilidade para os fluxos de vídeo BTS, que são críticos para a operação. A configuração original apresentava riscos de instabilidade, latência e loops de rede, que foram corrigidos com as mudanças descritas a seguir.

2 . Visão Geral da Filosofia de Design

A nova configuração foi construída sobre quatro pilares fundamentais:

  1. Segregação de tráfego: isolar o tráfego de gerenciamento do tráfego de produção (vídeo) para aumentar a  segurança e disponibilidade. A documentação de redes observa que o gerenciamento in‑band usa Telnet ou SSH sobre a mesma infraestrutura que os dados, tornando os dispositivos inacessíveis se a rede de produção falhar; o gerenciamento out‑of‑band (OOB) utiliza um canal dedicado para permitir a administração mesmo quando a rede principal está indisponível.

  2. Foco em camada 2 (Layer 2): simplificar a função dos switches para atuarem primariamente como dispositivos de comutação L2, reduzindo a carga de processamento e tornando o encaminhamento de pacotes de vídeo mais rápido e previsível. O roteamento e o roteamento multicast são desativados (no ip routing e no ip multicast‑ routing).

  3. Qualidade de serviço (QoS) robusta: utilizar mecanismos de QoS apenas quando necessário para priorizar o tráfego de vídeo em detrimento de outros tipos de tráfego. Para links que recebem marcação 802.1p/CoS da origem (por exemplo, do mux ou roteador), pode‑se mapear a classe de serviço 5 para uma fila de alta prioridade (fila 2) e configurar a fila com agendamento estrito (cos‑ queue strict 2), garantindo que os pacotes de vídeo sejam tratados antes de outros pacote. Entretanto, este recurso só é eficaz se os pacotes estiverem marcados; caso contrário, os fluxos competem com outros serviços.

  4. Segurança e estabilidade proativa: configurar mecanismos para prevenir causas comuns de instabilidade, como loops de Spanning Tree, uso inadequado de portfast e funcionalidades de economia de energia (EEE). O recurso PortFast existe para acelerar a transição de portas de acesso para o estado de encaminhamento, reduzindo o atraso inicial de 30 segundos do STP. Contudo, a documentação alerta que portfast deve ser usado apenas em portas conectadas a hosts; habilitá‑lo em portas trunk pode causar loops temporários. A CLI da Dell avisa explicitamente que portfast só surte efeito em modo non‑trunking e que o uso incorreto pode causar loops. Desativar recursos de economia de energia, como Energy Efficient Ethernet (EEE) e energy‑ detect, evita oscilações de latência que prejudicam transmissões de vídeo. O guia da Dell informa que EEE e energy detect são habilitados por padrão em portas de cobre, e fabricantes de equipamentos observam que dispositivos conectados a equipamentos com IEEE 802.3az podem apresentar conexões instáveis ou lentas, sugerindo desativar esse recurso se ocorrerem problemas.

3 . Guia de Configuração Passo a Passo

As seções a seguir descrevem cada componente da nova configuração, explicando sua função e a lógica por trás de sua implementação. As instruções estão escritas no formato CLI da Dell EMC OS 6.x e equivalentes.

3.1 Gerenciamento e Acesso ao Switch

Objetivo: garantir acesso administrativo confiável mesmo que a rede de produção esteja instável.

Configurar gerenciamento via porta Out‑of‑Band (OOB). Utilizar uma porta dedicada (out‑ of‑ band) com IP fixo e gateway próprio para o acesso de gerenciamento:

A justificativa para usar a porta OOB é que o gerenciamento fica fisicamente segregado do tráfego de produção. Fontes técnicas explicam que o acesso in‑band via Telnet/SSH compartilha a rede de dados; se a rede cair, o equipamento se torna inacessível. O OOB utiliza um canal independente, garantindo que a equipe técnica tenha acesso mesmo durante falhas.

Desativar roteamento de camada 3 e roteamento multicast. Se a rede é puramente L2, portanto o roteamento é desnecessário

Desabilitar o roteamento simplifica a operação e elimina o processamento adicional de rotas. O roteamento multicast pode ser habilitado somente se o switch agir como roteador de trânsito entre VLANs; neste projeto, optamos por mantê‑lo L2 para reduzir a complexidade

Configurar VLANs e interfaces de gerência. Criar as VLANs de produção e gerenciamento e definir SVI apenas onde necessário. No caso do exemplo a seguir de localidade X, apenas a VLAN 101,  possui SVI, pois precisa atuar como IGMP querier local

Esta configuração dá endereço IP apenas à VLAN que precisa ser querier, economizando CPU nas demais. O comando no interface vlan remove a SVI se não for necessária

3.2 Otimização para Tráfego Multicast (IGMP)

Objetivo: garantir que o tráfego multicast de vídeo seja encaminhado apenas para os destinos interessados, sem flooding desnecessário

Habilitar IGMP Snooping e definir um querier por VLAN. O protocolo IGMP Snooping examina os relatórios de grupo para associar apenas as portas interessadas a cada grupo. Sem um querier, o switch não sabe em quais grupos há membros e o tráfego é inundado. A Dell explica que, em uma rede apenas L2, é necessário um IGMP snooping querier para realizar as funções de um roteador multicast. O comando abaixo designa a SVI da VLAN 101 como o querier.

Esta escolha evita conflitos de eleição: a VLAN 101 tem querier local, enquanto a VLAN 400 e a VLAN 1020 confiam no querier de outra localidade. A documentação do Dell EMC, reforça que IGMP Snooping limita o tráfego multicast às portas com inscrições válidas.

Designar portas mrouter estáticas. O comando ip igmp snooping vlan mrouter permite configurar portas específicas como conectadas a roteadores ou geradores de multicast, garantindo que os relatórios IGMP sejam encaminhados corretamente. No switch da Fonte Grande, a porta Gi1/0/22 (tronco para a Sede) é definida como mrouter para a VLAN 400:

(Opcional) Immediate leave. Em cenários em que cada porta de acesso possui apenas um receptor, ativar immediate‑ leave acelera a remoção do tráfego multicast quando um receptor deixa o grupo. Use com cuidado para evitar perda de pacotes quando múltiplos receptores estiverem atrás da mesma porta

3.3 Qualidade de Serviço (QoS) para Priorização de Vídeo

Objetivo: garantir que o tráfego de vídeo tenha preferência durante períodos de congestionamento.

Aplicar marcação de Classe de Serviço (CoS) no fluxo de vídeo (opcional). Caso o equipamento de origem (ex.: mux) não marque os pacotes com 802.1p, a configuração a seguir cria uma ACL que marca com CoS 5 e aplica‑a à SVI da VLAN 400 (vídeo principal):

Essa ACL não filtra pacotes; ela apenas atribui a prioridade CoS 5 aos pacotes que entrarem pela VLAN 400. É útil apenas se a rede usar filas de hardware baseadas em 802.1p

Mapear classe de serviço para filas de hardware e definir fila com prioridade estrita. Para switches Dell OS 6.x, o comando global classofservice dot1p‑ mapping 5 2 associa a CoS 5 à fila 2, e o comando cos‑ queue strict 2 configura a fila 2 com agendamento estrito, fazendo com que todos os pacotes marcados sejam transmitidos antes dos demais. No caso da Fonte Grande, estas linhas foram removidas a pedido do cliente, mas a seção permanece como referência para redes que optarem por priorizar multicast.

3.4 Segurança e Estabilidade do Spanning Tree Protocol (STP)

Objetivo: prevenir loops de rede e reduzir o tempo de convergência em portas de acesso.

Habilitar PortFast apenas em portas de acesso. PortFast acelera a passagem da porta para o estado de encaminhamento, mas sua utilização em portas conectadas a outros switches é perigosa. A literatura destaca que portfast deve ser usado somente em portas ligadas a hosts; se ativado em uma porta trunk ou ligada a outro switch, pode causar loops de rede. A CLI alerta que ele só tem efeito em modo non‑trunking e que habilitá‑lo em portas erradas pode causar loops temporários. Portanto, configure:

E não habilite portfast em portas trunk (switchport mode trunk) ou em links 10G (Te1/0/x).

Ativar proteção contra BPDU (BPDU Protection). Para Dell OS 6.x, a proteção BPDU (similar ao BPDU Guard) pode ser configurada globalmente com spanning‑ tree bpdu‑protection, ou por interface com "spanning‑tree guard loop". Quando um BPDU é recebido em uma porta com PortFast, a interface é desativada, evitando loops. Use:

Definir custo de Spanning Tree em links importantes. Ajustar o custo das portas tronco para influenciar a escolha da raiz e a rota do tráfego. Por exemplo:

Isso pode ser usado para preferir um caminho primário e definir redundância.

3.5 Otimização de Performance das Portas Físicas

Objetivo: evitar latência e jitter associados a funcionalidades de economia de energia.

Desativar Energy Efficient Ethernet (EEE) e Energy Detect. O manual da Dell explica que EEE e Energy Detect são habilitados por padrão em muitas portas de cobre. Equipamentos que suportam IEEE 802.3az podem causar instabilidade ou lentidão; fabricantes sugerem desativar 802.3az quando a conexão estiver instável. Para garantir a melhor performance de vídeo, desative EEE e energy detect nas portas que transportam fluxos de mídia ou uplinks:

Repita o procedimento em todas as portas de acesso e tronco relacionadas ao fluxo de vídeo. A desativação garante que as interfaces não entrem em modo de baixo consumo durante transmissões críticas.

4 . Verificação e Monitoramento

Após aplicar a nova configuração, é essencial validar o funcionamento da rede. Utilize os seguintes comandos:

Além disso, acompanhe os contadores de erros e drops nas interfaces para identificar eventuais problemas de camada física ou congestionamento

5 . Resumo dos Benefícios

A implementação das configurações acima traz vários benefícios tangíveis:

• Estabilidade e confiabilidade: a segregação de tráfego de gerenciamento (OOB) e o foco em camada 2 reduzem a complexidade, minimizam loops e facilitam a operação. 

• Mitigação de perda de pacotes MPEG: o uso correto de IGMP snooping, definindo queriers e mrouter‑ports, garante que o tráfego multicast seja entregue apenas aos interessados, evitando flooding e congestionamento. Quando necessário, a política de QoS pode garantir tratamento prioritário aos pacotes de vídeo. 

• Segurança aprimorada: a proteção BPDU, aliada à configuração correta do Spanning Tree, previne loops acidentais. O isolamento do gerenciamento via OOB reduz a superfície de ataque e mantém a administração acessível mesmo em falhas. 

• Desempenho otimizado: desativar EEE e energy detect nas portas críticas elimina jitter e latência relacionados a modos de economia de energia. 

• Gerência proativa: os comandos de verificação permitem monitorar a rede em tempo real e diagnosticar problemas rapidamente.

6 . Conclusão

A nova filosofia de design e as configurações apresentadas neste relatório visam construir uma infraestrutura de rede confiável, segura e eficiente para a transmissão de vídeo BTS. Ao isolar o gerenciamento, simplificar o papel dos switches como dispositivos L2, otimizar o encaminhamento de multicast e garantir a estabilidade do Spanning Tree, a empresa reduz riscos de interrupção e melhora a qualidade do serviço. Recomenda‑se que a equipe técnica padronize essas práticas e as adapte conforme necessidades específicas de cada site. Revisões periódicas e monitoramento contínuo são essenciais para manter a rede alinhada às melhores práticas e pronta para futuras demandas.

Referências

  1. GeeksforGeeks – Compare In‑Band and Out‑of‑Band Management Access. 
  2. Dell Networking N‑Series Switches User Guide – Seção sobre Energy Efficient Ethernet e Energy Detect; Seção sobre IGMP Snooping Querier e conceito de mrouter. 
  3. Dell EMC N‑Series CLI Reference – Descrição do comando ip igmp snooping vlan mrouter; descrição do comando cos‑ queue strict.
  4. NetworkAcademy.io – Spanning Tree Portfast – Explica que o PortFast reduz o atraso inicial do STP; alerta que deve ser usado apenas em portas conectadas a hosts; CLI mostra mensagem de aviso quando habilitado em portas erradas 
  5. Epson – Energy Efficient Ethernet (IEEE 802.3az) may cause unstable or slow connections. Relata que dispositivos conectados a equipamentos com 802.3az podem apresentar instabilidade e recomenda desativar o recurso se ocorrerem problemas.

.

Share