SWITCHES. ETHERNET CONMUTADA La topología clásica de Ethernet ha sido la de ETHERNET COMPARTIDA....
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SWITCHES
ETHERNET CONMUTADALa topología clásica de Ethernet ha sido la de ETHERNET COMPARTIDA. En donde cualquier
mensaje trasmitido es escuchado por todos los equipos conectados y el ancho de banda
disponible es compartido por todos los equipos.
Ethernet compartida
DESVENTAJAS DE ETHERNET COMPARTIDA
El método de acceso CSMA/CD no garantiza
un tiempo de respuesta eficiente.
El desempeño de la red esta en función del
numero de dispositivos que se conectan.
El trafico no debe exceder el 40 % del ancho
de banda disponible.
ETHERNET CONMUTADALa ETHERNET CONMUTADA fue un desarrollo
importante
SWITCH
Ethernet conmutada
La topología física sigue siendo la de una estrella
pero esta organizada alrededor de un switch. El
switch utiliza mecanismos de filtrado y
conmutación.
TOPOLOGIA
VENTAJAS DE ETHERNET CONMUTADA
Reducción del dominio de colisión.
Las tramas se envían solo a través del puerto
correspondiente.
Seguridad debido a que no se puede ver el
trafico de otros usuarios.
ETHERNET CONMUTADACONMUTACION:
En las redes de comunicación, forma de establecer un camino entre dos puntos, un
trasmisor y un receptor a través de nodos o equipos de trasmisión. La conmutación
permite la entrega de la señal desde el origen hasta el destino requerido.
SWITCH
TRAMA ETHERNETEquipo
TrasmisorEquipo Emisor
Realiza la función de conmutación
Red conmutada
Nodo o equipo de trasmisión
SWITCHUn switch es un dispositivo de red que funciona en la capa 2 del modelo OSI. Este
dispositivo de red se encarga de transmitir los datos de un segmento a otro de
acuerdo a la dirección MAC que tengan como destino las tramas Ethernet.
Capa de enlace de
datosCapa física
Capas superiores
El switch opera en la capa de enlace
de datos
MODELO OSI
MAC XX XX XX XX XX
MAC YY YY YY YY YY YY
TRAMA ETHERNET
ORIGEN DESTINO
Segmento A Segmento B
MAC ORIGE
N
MAC DESTINO
Trasmite de acuerdo a las direcciones MAC de la trama Ethernet
TRAMA ETHERNET
SWITCHLos switches se clasifican según su método de direccionamiento
CONMUTACIÓN DE ALMACENAMIENTO Y ENVIÓ:Los switches de almacenamiento y envió guardan cada trama en un buffer (Memoria) antes del
intercambio de información hacia el puerto de salida. Mientras la trama esta en el buffer, el switch calcula
el CRC (Control de redundancia cíclica) si esta esta en orden encamina la trama hacia el puerto de salida
de lo contrario la descarta.
RED LAN
TRAMA ETHERNET
Buffer
memoria
Calculo del CRC
Ingreso de la trama
Puerto de salida
RED LAN
VENTAJA
Asegura operaciones sin error y aumenta
la confianza en la red
DESVENTAJA
Requiere mas tiempo ya que guarda y
chequea la trama y cuanto mayor es la
trama mayor será el retardo
SWITCHCONMUTACIÓN POR MÉTODO DE CORTEEn este método se leen los 6 primeros Bytes después del preámbulo, la dirección MAC de destino
se encuentra en estos Bytes. El switch determina la dirección MAC en su tabla de conmutación
determina el puerto de la interfaz de salida y envía la trama
MAC de destino12 34 56 AB CD FF
TRAMA ETHERNET
Analiza la MAC de destino
Tabla de conmutación
MAC Puerto12 34 56 AB CD FF P1
p1
p2
MAC 12 34 56 AB CD FF
Determina el puerto asociado a esa MAC
Disminuye el tiempo en que la trama
es procesada y envida por el switch
No detecta tramas causadas por
colisiones ni errores por CRC, en
consecuencia entre mayor sea el
numero de colisiones mayor será el
ancho de banda consumido al
encaminar las tramas erróneas
VENTAJA
DESVENTAJA
SWITCHCONMUTACIÓN POR CORTE ADAPTATIVOLa conmutación por corte adaptativo utiliza ambos tipos de conmutación. Cualquiera de los dos
puede ser activado por el administrador, o el switch puede escoger entre los dos métodos,
basado en el numero de tramas con error que pasan por los puertos. El switch cambia de tipo
de conmutación cuando el numero de tramas alcanza cierto nivel pasando de método de corte a
almacenamiento y envió y regresando al método de corte cuando la red se normalice.
TRAMAS ETHERNET ERRONEAS
El numero de tramas erróneas aumenta, el switch cambia el tipo de conmutación, cuando la red se normalice regresa al estado inicial
SWITCH DE CORTE
ADAPTATIVO
Inicialmente el switch utiliza método de corte
Tabla de conmutación
MAC puerto
TRAMA
Analiza la MAC de destino
Asocia en la tabla
Cuando se alcanza el nivel de tramas erróneas pasa a método de almacenamiento y envióBuffer
Memoria CRCTRAMA
Puerto de salida
SWITCHOtra clasificación es de acuerdo a la segmentación de las sub-redes.SWITCHES DE CAPA
2Son los switches tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad
es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. Basan su decisión de envió en la dirección
MAC de destino que contiene cada trama.RED LAN
Dominio de colisión para cada
enlace
TRAMA
Su decisión de envío se basa en la MAC de cada trama
SWITCH DE CAPA
2
Multi-puertos
SWITCHSWITCHES DE CAPA 3Son los switches que además de las funciones de capa 2, incorporan ciertas funciones de
enrutamiento los switches de capa 3 posibilitan la comunicación entre las diversas VLANs sin
la necesidad de utilizar un router externo
SWITCH DE CAPA 3
VLAN A VLAN B
TRAMA
Encamina trama entre las diferentes
VLANs
Conserva las Funciones de capa
2
RED LAN
SWITCHSWITCHES DE CAPA 4Están en el mercado hace poco tiempo, muchas veces son llamados de Layer 3+ o Layer 3
plus. Básicamente, incorporan las funciones de un switch de capa 3 y la habilidad de
implementar las políticas y filtros a partir de informaciones de la capa 4 o superiores, como
puertos TCP/UDP, SNMP,FTP, etc.
Modelos OSI
Capa física
Capa de enlace de datos
Capa de red
Capa de transporte y superiores
Switch de capa 4
Switch de capa 3
Switch de capa 2
Políticas y filtros a partir de puertos
TCP/UDP,SNMP,FTP, etc.
Switches y el modelo OSI
Enrutamiento entre los switches, posibilita la comunicación entre VLANs
Divide la LAN en múltiples dominios de colisión
DOMINIO DE COLISIÓN¿Qué es una colisión?
Una colisión en Ethernet es el resultado, de dos nodos que trasmiten de forma simultanea
tramas las cuales chochan y se dañan cunado se encuentran en el medio físico.
EQUIPO A EQUIPO B
Trama A Trama B
COLISIÓN
Colisión Ethernet
DOMINIO DE COLISIÓN¿Qué es un dominio de colisión?
El área de red donde se originan las tramas y se producen las colisiones se denomina
DOMINIO DE COLISIÓN. Cuando un host se conecta a un puerto del switch, el switch crea
una conexión dedicada. Esta conexión se considera como un dominio de colisión individual,
dado que el trafico se mantiene separado de cualquier otro y por consiguiente, se elimina la
posibilidad de colisiones
Dominio de colisión individual
Dominio de colisión
individual
Los switches reducen las colisiones y
permiten una mejor utilización del ancho
de banda en los segmentos de red, ya que
ofrece un ancho de banda dedicado para
cada segmento de red.
Los switches y las colisiones
DOMINIO DE BROADCAST¿Qué es un broadcast?
Un broadcast es un paquete de datos que se envía a todo los nodos de la red. Los
broadcast se identifican a través de una dirección de broadcast.
MAC de Destino FF FF FF FF FF FF
Se envía a todos los nodos de la LAN
RED LAN
Broadcast
Dirección de
broadcast
TRAMA BROADCAST
TRAMA
BROADCAST
TRAMA
BROADCAST
DOMINIO DE BROADCAST¿Qué es un dominio de broadcast?
Es un conjunto de todos los dispositivos que reciben tramas de broadcast que se originan en
cualquier dispositivo del conjunto. Los conjuntos de broadcast generalmente están limitados por
ROUTERS dado que estos no envía tramas de broadcast
Dominio de broadcast
Switches y broadcast
Cuando un switch recibe una trama de
broadcast la reenvía a cada uno de sus puertos
excepto al puerto entrante en el que el switch
recibió esa trama. Cada equipo conectado
reconoce la trama broadcast y la procesa. Esto
provoca una disminución en la eficiencia de la
red dado que el ancho de banda se utiliza para
propagar el trafico de broadcast
TR
AM
A
TRAM
A
TRAMA
DOMINIO DE BROADCASTSi bien los switches filtran la mayoría de tramas según las direcciones MAC, no hacen lo mismo
con las tramas de broadcast. Para que otro switches de la LAN obtengan tramas de broadcast,
estas deben ser reenviadas por switches. Una serie de switches interconectados forma un
dominio de broadcast simple.
Dominio de broadcast simple
Solo una entidad de capa 3, como un
ROUTER o una VLAN, puede detener un
dominio de broadcast
VLAN ADomino de broadcast
VLAN BDomino de broadcast
FUNCIONAMIENTOLos switches realizan cinco funciones básicas.
FUNCIONES:
Aprendizaje
Actualización
Inundación
Reenvió selectivo
Filtrado
Funciones
Switch
FUNCIONAMIENTOEjemplo:
HOST A
HOST B
MAC FA 12 34 BC 25 89
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Al iniciar el switch la tabla de direcciones
MAC esta vacíaPuerto 1
Puerto 2
Tabla MAC
MAC Puerto
RED LAN SIMPLE
HOST A
HOST B
MAC FA 12 34 BC 25 89
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 1
Puerto 2
RED LAN SIMPLE
Supongamos que el HOST A envía datos al
HOST B. la trama enviada contiene la
dirección MAC de origen y la dirección MAC
de destino.
Trama EthernetMAC Destin
o
MAC Origen
El switch lee la dirección MAC de origen , de la
trama recibida por el puerto y la almacena en la
tabla de direcciones MAC para utilizarla en el
envió de tramas del HOST ATabla MAC
MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1
El switch al no tener en su tabla la dirección MAC de destino, el dispositivo inunda la
trama desde todos los puertos excepto el puerto del HOST A
HOST A
HOST B
MAC FA 12 34 BC 25 89
Puerto 1
Puerto 2RED LAN
SIMPLE
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 3
Puerto nTRAMA
TRAMA
TRAMA
Todos los host conectados al switch reciben la
trama pero si la dirección MAC de destino no
coincide con la dirección de estos, descartan la
trama
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 2
RED LAN SIMPLE
HOST B
TRAM
A
Cuando el HOST B recibe la trama la acepta y le
envía al HOST A una trama que contiene una
respuesta. La dirección MAC de origen en la
trama es la dirección MAC del HOST B y la
dirección MAC de destino coincide con la
dirección MAC del HOST A
El switch lee la dirección MAC de origen de la trama
recibida por el puerto del HOST B y la almacena en la
tabla MAC para utilizarla en el reenvió de tramas del
HOST B Tabla MAC
MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1
FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2
TRAM
ATRAMA DE RESPUESTA
TRAMA DE INUNDACIÓN
TR
AM
A
HOST A
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 1
Puerto 2
RED LAN SIMPLE Cuando este proceso se completa el switch ya
envía selectivamente las tramas solo desde el
puerto del HOST A con dirección MAC de destino
del HOST B la cual coincide con este y host acepta
la trama Tabla MAC
MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1
FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2
MAC FA 12 34 BC 25 89
HOST B