Redlider 03
- 1. Repetidor • Un repetidor se usa para propagar Dispositivos de Interconexión la señal eléctrica de una estación a través de la red. Opera en la capa física (dispositivo de nivel 1). • El repetidor simplemente regenera todas las señales de un segmento y lo repite hacia el próximo segmento gbartra@redlider.com.pe de tal forma que la red se comporta como si fuera un solo segmento. Página 2 26/04/2012 Esquema de operación de un repetidor Estación Origen Estación Destino Hub: Repetidor Multipuerto Aplicación Aplicación Presentación Presentación • Forma un solo Dominio de Broadcast y un Sesión Sesión solo Dominio de Colisiones. Transporte Transporte • Conecta redes LAN en la capa física de Red Red OSI. Enlace Enlace • La señal regenerada amplía la longitud Repetidor física de la red Física Física Física • Independiente de los protocolos • No aísla tráfico. Ethernet (802.3) Ethernet (802.3) Página 3 26/04/2012 Página 4 26/04/2012
- 2. Reglas de conexión estrictas Apilamiento y Cascada 10Mb Ethernet Dual Speed cascada hasta 4 hubs Switch set to MDI 100m 100m 100m Fast Ethernet Clase I 10BASE-T or no permite conexiones 100BASE-TX entre hubs Unit Fast Ethernet Class II conecta sólo 2 hubs sólo con 5m cable 5m Set switch to MDIX if Port 24 (the MDI/MDIX port) is used Página 5 26/04/2012 Página 6 26/04/2012 Ejemplo de puente traductor conectando una red TR con una Ethernet Puentes MAC Puerto Aplicación Estación Origen Estación Destino Aplicación Base de datos de Presentación Presentación reenvío . . . . . . Sesión Sesión . . . . Transporte Puente (Bridge) Transporte Software de Entidad de Red Retransmisión Red gestón de protocolo puertos de puente LLC PKT LLC MAC MAC 802.5 PKT 802.3 PKT MAC Conjunto de Conjunto de Física 802.5 PKT 802.3 PKT Física Buffers de chips de chips de memoria Física MAC MAC 802.5 PKT 802.3 PKT Puerto 1 Puerto 2 Segmento de LAN A Segmento de LAN B Token Ring (802.5) Ethernet (802.3) Página 7 26/04/2012 Página 8 26/04/2012
- 3. Operación del Puente Transparente Puente Transparente (Transparent Bridging) BRIDGE BRIDGE Página 10 26/04/2012 Operación del Puente Transparente Aprendizaje y filtrado Segmento 2 Segmento 3 Segmento 1 A A B %080002002222 %080002003333 %080002005555 %080002004444 Bridge A 1 2 Bridge B C D Port 1 Port 2 Puert MAC o Port 1 Port 2 B E F C LAN 1 LAN 2 %080002001111 %080002008888 %080002007777 %080002006666 Página 11 26/04/2012 Página 12 26/04/2012
- 4. Aprendizaje y filtrado Aprendizaje y filtrado AC A B A B AC 1 2 1 2 D D C C Puerto MAC Puerto MAC 1 A E F E F LAN 1 LAN 2 LAN 1 LAN 2 Página 13 26/04/2012 Página 14 26/04/2012 Aprendizaje y filtrado Aprendizaje y filtrado A B A B AC CA 1 2 D 1 2 C D C CA Puerto MAC Puerto MAC 1 A 1 A E F E F LAN 1 LAN 2 LAN 1 LAN 2 Página 15 26/04/2012 Página 16 26/04/2012
- 5. Aprendizaje y filtrado Aprendizaje y filtrado A B A B CA 1 2 C D 1 2 D Puert MAC C o Puerto MAC 1 A 1 A 1 C 1 C E F 1 E E F 2 B LAN 1 2 D LAN 2 LAN 1 LAN 2 2 F Página 17 26/04/2012 Página 18 26/04/2012 Ejercicio: ¿Porqué el puente 2 no aprende la ubicación de la Tablas separadas por interface máquina B? C E D Interfaces en A modo promiscuo A B 1 2 P1 3 4 P2 F B C D Puente 1 Puente 2 A B C D Evento Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3 Puerto 4 E F 1. AF A - A - E F 2. BA A,B - A - 3. A,B D A,D - LAN 1 LAN 2 Ddifunde 4. CB A,B D,C A,D,C - Página 19 26/04/2012 5. FD Página 20 A,B D,C,F A,D,C F 26/04/2012
- 6. Switch: Bridge multipuerto • Forma un solo dominio de Broadcast y separa Dominios de colisiones Switches • Conecta LANs a la subcapa MAC (capa de enlace) • Conecta diferentes medios de transmisión. • Aisla eléctricamente los segmentos de red. • Almacena y envía tramas. • Independiente del protocolo. Página 22 26/04/2012 Tecnología del Switch Beneficios – Conversación • Resuelve el problema de dominio de Multiple 10/100 colisión. Mbps Switch • Integración fácil en redes de – "On-the-fly" Ethernet paquete switcheado 10Mbps y 100Mbps. – Conversaciones Locales filtradas Página 23 26/04/2012 Página 24 26/04/2012
- 7. Redes convencionales vs. Redes convencionales Vs Conmutadas(switcheadas) Conmutadas (Switcheadas) En un medio Un Hub común compartido la LAN sólo soporta una les exige a los conversación a la usuarios compartir vez el canal. Un Hub Switch Un Switch LAN proporciona soporta múltiples segmentación, y aumenta el conversaciones canal disponible para cada simultáneas usuario. Página 25 26/04/2012 Página 26 26/04/2012 Redes convencionales vs. Conmutadas(switcheadas) Switching Un Hub común soporta sólo Half-duplex. El Switch permite funcionamiento full-duplex que dobla el bandwidth y Los circuitos electrónicos del conmutador dan a todas las reduce la pérdida por computadoras la ilusión de estar conectadas a segmentos colisiones. separados de LAN vinculados mediante puentes a otros segmentos. El switch se comporta finalmente como un puente multipuerto. Página 27 26/04/2012 Página 28 26/04/2012
- 8. Switching • La tecnología de Switch opera en el nivel 2 del modelo OSI. • Tecnología de menos complejidad, a más bajo costo con una alta densidad de puertos y un desempeño alto. • Los paquetes son reenviados basándose en la dirección de destino MAC contenida en cada paquete sin considerar otro tipo de información. Se utiliza la dirección de origen MAC contenida en cada paquete para asociar cada equipo a un puerto del switch. A diferencia de las redes con hubs donde sólo un equipo puede • Con una latencia (tiempo de demora para el reenvío de paquete) transmitir, en los switches (o conmutadores) puede darse el caso muy baja, el desempeño de todos los segmentos de red de 2 o más equipos que transmitan simultáneamente. En la figura, conectados a un switch es elevado en comparación a otros B y C transmiten en simultáneo lo cual se percibe como un dispositivos repetidores. incremento del ancho de banda respecto del caso anterior donde se usa un hub. El switch trabaja más rápido que el hub en éste caso. Página 29 26/04/2012 Página 30 26/04/2012 Half Duplex Full Duplex • Una dirección de transmisión de datos a la vez. • Transmission Bi-direccional • O transmite o recibe. • Dos caminos de datos full 10 o 100 Mbps • Los Hub soportan solamente Half-duplex. • Duplica la capacidad Ethernet a 20 o 200 Mbps • Para un switch de n puertos en modo half-duplex pueden • Soporta 10Base-T, 10Base-F, 100Base-TX transmitir en simultáneo o 100Base-FX hasta n/2 puertos. • Para un switch de n puertos en modo en full-duplex hasta n puertos logrando una mayor velocidad de transferencia. Hub Ethernet Screen Monitor II Screen Monitor II Screen Monitor II A B C Página 31 26/04/2012 Página 32 26/04/2012
- 9. Comentarios sobre switching Auto-negociación (n-way) • Modo: Half-dúplex o Full-dúplex Switch • Velocidad: 1000, 100 o 10 Mbps • Es un estándar definido por el IEEE 802.1u, 100Base-T Working Group como un mecanismo para adaptar dispositivos de red que operan a multiples velocidades. T T T 3 • Actualmente el mecanismo NWay está definido en la cláusula 28 del draft D5 del ANSI Estándar IEEE 802.3 MAC parameters, Physical Layer, Medium Attachment T Units (MAU) y Repeaters para la operación a 100Mbps. Este draft ha sido aprobado por el IEEE 802.3 Working Group. A B C D NWay es un mecanismo que toma el control del cable cuando una conexión es establecida para un dispositivo de red. NWay detecta los distintos modos de operación que existen en el dispositivo en el otro extremo del cable, e informa su AD BD CD CD T propia capacidad de operación, para configurar automáticamente el más alto modo BD T trabajo para la interoperación con el otro dispositivo. NWay actúa como un rotary switch que automáticamente selecciona la tecnología AD T correcta, tal como 10BASE-T ó 100BASE-TX, y el correspondiente modo de En ciertos casos el desempeño del switch puede ser incluso inferior al del hub, por ejemplo, si operación Half o Full Duplex. Una vez que el más alto modo de trabajo es los equipos A, B y C transmiten tramas en simultáneo, durante un tiempo T, al equipo D, determinado, NWay pasa el control del cable a la tecnología apropiada y lo hace entonces el switch deberá gestionar la entrega de los paquetes de forma secuencial tomando transparente hasta que se termine la conexión. un tiempo final de 3T pues la velocidad de cada puerto es igual. Si deseamos que D reciba toda la información en un tiempo T entonces su puerto asociado debería trabajar 3 veces más rápido que el resto. Página 33 26/04/2012 Página 34 26/04/2012 Modelo Eficiente para una Red Modelos de reenvío de paquetes • Antiguamente: Combinación de switches • 1. Cut-through: La retransmisión del paquete comienza antes de recibir el paquete completo, utilizando la y hubs. dirección de destino MAC. – Ventaja: Los paquetes son procesados más rápidamente • Hoy en día: Sólo se utilizan switches en (menor latencia). Desventaja: Los paquetes con errores también son reenviados. topología de árbol, consignando los más • 2. Store-and-forward: El puerto del switch lee y valida el paquete completo antes de iniciar el proceso de reenvío. veloces en el backbone. – Ventajas: Los paquetes con errores se eliminan. Permite al administrador crear filtros (seguridad). Desventaja: Mayor • Existen switches con puertos de diferente latencia en la retransmisión de paquetes. velocidad, en los cuales se utiliza los • 3. Híbrido: usa cut-through inicialmente, pero si detecta que una estación genera tramas erróneas pasa a modo puertos de mayor velocidad para la almac./reenvío para las tramas que vienen de esa dirección MAC. comunicación hacia el backbone. Página 35 26/04/2012 Página 36 26/04/2012
- 10. Diseño de redes de tipo Soporte (Backbone) • El aumento de las capacidades de los switchs ha permitido su posicionamiento dentro de la topología de redes como "Soporte Colapsado" o "Backbone Colapsado". Presentan ventajas con respecto a LAN Switching un backbone distribuido : • 1 - Se adaptan con más flexibilidad a una estructura de cableado estructurado, concentrado en un punto el cableado vertical de la red. • 2 - La complejidad de la red se concentra en un solo punto de administración • 3 - Aumentan el rendimiento de toda la red enlazando todos los segmentos a través de su plano posterior ( backplane ) anchos de banda en el orden de los Gigabits. • 4 - Dan soporte a una estructura centralizada para los servidores de aplicaciones y a las conexiones WANS. • Presentan la desventaja de que pueden convertirse en "cuellos de botella" cuando los requerimientos de ancho de banda de las aplicaciones en la red sobrepasan sus capacidades y ser el punto crítico de falla para toda la topología de la red. Página 38 26/04/2012 Arquitectura interna del Un switch LAN Típico Puertos 1000BASE-F Backbone Puerto ATM OC-3 17 21 23 SD CISCOSYSTEMS Workgroup Stack Catalyst 3000 • Para el soporte de Red Backbone los switchs constan de un diseño modular con los siguientes componentes: AUI MDIX MDI 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PWR XMT -Chasis principal con los recursos de procesamiento, DIAG RCV • FAULT LNK/FDX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 almacenamiento y protección ( fuente de poder dual, etc ). • -Procesadores ASIC (Aplication Specific lntegrated Circuit) que emplean lógicas "cableadas" más eficientes en un entorno especializado. Puerto AUI (1) Puertos 100/1000BASE-T (1 - 16) • -Plano posterior (Backplane) de comunicación entre segmentos con topología matricial y un ancho de banda en SD el orden de los Gigabits/seg • Varias ranuras de extensión conectadas al plano posterior y que dan soporte de conexión a los segmentos de red con diferentes protocolos de acceso al medio (Ethernet, RST SYS REQ CONSOLE SWITCHPROBE PORT DUPLEX FULL LINE50/60Hz 100-120VAC, 1.5A FastEthernet, FDDI, Token Ring y ATM ). 200-240VAC, 75A HALF Configuración Full/Half Duplex de puertos 100BASE-T Página 39 26/04/2012 Página 40 26/04/2012
- 11. Switch modular administrado Estructura general Procesador Puertas de de control Puertas de entrada salida CE CS Enlaces Switch Fabric Enlaces de de entrada salida CE CS CE: Controlador de entrada CS: Controlador de salida Página 41 26/04/2012 Página 42 26/04/2012 Port Trunking: más allá de 1Gbps A Trunk 6 GbE links = 6 Gbps Redes Virtuales - VLAN 3 GbE links = 3Gbps Enlaces paralelos activos Hasta 6 links / trunk Hasta 4 trunks / unit FE or GbE groups 3 FE links = 300Mbps Built-in auto-resiliency Automatic traffic recovery 10M for failed link in group 100M 1000M Página 43 26/04/2012
- 12. Redes lógicas sobre una red ¿Qué es una VLAN? física Página 45 26/04/2012 Página 46 26/04/2012 Componentes de una VLAN Ventajas de usar VLANs • Reduce el costo administrativo (translado, cambios y crecimiento) • Eficiente uso del ancho de banda (mejor control de broadcast) • Seguridad de red mejorada (separado de grupo de VLAN para usuarios de alta seguridad y reubicacion de servidores en localizaciones seguras) • Escabilidad y performance (microsegmentos con ) escabilidad y carga de trafico distribuido • Proveee mayor flexibilidad en la segmentación y organización Página 47 26/04/2012 Página 48 26/04/2012
- 13. Comunicación entre VLANs Configuración de VLANs Página 49 26/04/2012 Página 50 26/04/2012