Redes de Datos
Capa de enlace de datos
Switches
Ingeniería de software
M.Sc. Johan Sebastian Giraldo H
Ethernet basada en hub
◼ Un hub es un dispositivo de capafísicaquemaneja bits.
◼ No interpreta los bits, regenera la señal y los reenvía por los demás puertos.
◼ Los hosts y routers están directamente conectados a un hub con un cable de par trenzado.
Ethernet basada en hub
◼ Si un hub recibe bits por dos puertos al mismo tiempo, ocurre una colisión y los datos deben ser retransmitidos.
◼ Los dominios de colisión son los segmentos de red física conectados, donde pueden ocurrir colisiones.
Ethernet basada en hub
◼ Las colisiones causan que la red sea ineficiente.
◼ Cada vez que ocurre una colisión en la red, se detienen todas las transmisiones por un período de tiempo.
◼ Los hosts conectados al mismo hub están en el mismo dominio de colisión.
Switch
Switch
◼ Una red LAN Ethernet moderna usa una topología en estrella, con cada nodo (host o router) conectado a un switch central.
◼ Un switch recibe y reenvía frames.
Switch
◼ Los hosts separados conectados a través de switches se encuentran en dominios de colisión diferentes.
◼ Un switch es libre de colisiones.
◼ Un nodo dirige un frame a otro nodo, no a un switch.
Switch
◼ Las interfaces de salida de los switches tienen buffers, similares a los que tienen los routers para almacenar datagramas.
Switch
Switch
◼ Reenvío es la función del switch que determina la interface a través de la cual va a dejar pasar un frame.
◼ El descarte es la función que permite al switch evitar que un frame pase por una o más interfaces.
◼ La tabla de switch contiene entradas para algunos, no necesariamente para todos los nodos de la LAN.
Tabla del switch
◼ Una entrada en la tabla de switch contiene:
▪ La dirección MAC del nodo.
▪ El puerto (interface) del switch que conduce hacia el nodo.
▪ El tiempo en el cual la entrada fue alojada en la tabla.
Cómo trabaja un switch
◼ Suponga que un frame con destino a la dirección DDDD-DD-DD-DD-DD llega al switch por el puerto x.
◼ Este switch indexa su tabla con la dirección MAC DDDD-DD-DD-DD-DD.
Hay tres casos posibles:
Cómo trabaja un switch
◼ Caso 1. No hay una entrada en la tabla para la dirección destino del frame.
◼ El switch envía el frame en broadcast (por todos los puertos excepto por x).
Cómo trabaja un switch
◼ Caso 2. Hay una entrada en la tabla.
▪ Opción 2.1. La entrada en la tabla asocia la dirección destino con el puerto x.
◼ Esto quiere decir que el origen y el destino están en el mismo puerto del switch.
◼ El frame es descartado.
Cómo trabaja un switch
◼ Caso 2. Hay una entrada en la tabla.
▪ Opción 2.2. Hay una entrada en la tabla, asociando la dirección destino con un puerto diferente a x.
◼ El switch envía el frame al puerto de salida según la información almacenada en la tabla.
Autoaprendizaje
◼ La tabla del switch se construye automáticamente y se actualiza sin la intervención de un administrador de redes o de un protocolo de configuración.
◼ En otras palabras, un switch aprende solo.
Autoaprendizaje
◼ La tabla de switch inicia vacía.
◼ Por cada frame entrante recibido en un puerto, el switch almacena en su tabla:
▪ La dirección MAC en el campo dirección origen.
▪ El puerto por el cual llegó el frame.
▪ El tiempo actual.
Autoaprendizaje
◼ El switch registra en su tabla el segmento LAN de donde proviene un frame.
◼ Si cada nodo en la LAN eventualmente envía un frame, entonces cada nodo eventualmente será registrado en la tabla del switch.
Autoaprendizaje
◼ El switch borra una entrada de la tabla si no recibe ningún frame de esa dirección origen después de un período de tiempo (tiempo de envejecimiento).
◼ De esta forma, si un PC es reemplazado por otro PC (con adaptador diferente), la dirección MAC del PC original será reemplazada de la tabla del switch cuando expire el tiempo de envejecimiento.
Autoaprendizaje
◼ Suponga que a las 9:39 un frame con dirección origen 01-12-23-34-45-56 llega por el puerto2.
◼ Suponga que esa dirección no está en la tabla del switch.
◼ Entonceselswitchadiciona una nueva entrada a la tabla.
Autoaprendizaje
◼ Suponga que el tiempo de envejecimiento para este switchesde60minutos.
◼ Suponga que no hay frames con dirección origen 62-FEF7-11-89-A3 que hayan llegado entre las 9:32 y las 10:32.
◼ En el tiempo 10:32 el switch elimina esta dirección de su tabla.
Servicios adicionales de los switches
◼ Para el trabajo típico de un switch, no es necesaria ninguna configuración.
◼ Hay switches más avanzados que ofrecen diversos servicios en las LAN orientados a mejorar el desempeño, facilitar la administración o por razones de seguridad.
VLAN
◼ VLANserefiereaunaredLANvirtual.
◼ Es un servicio proporcionado por la mayoría de los switches modernos.
◼ La norma IEEE 802.1q especifica el funcionamiento y administracióndelasVLAN.
◼ Consiste en agrupar puertos del switch para formar redes lógicamenteindependientesdentrodeuna mismaredfísica.
◼ Se utilizan para reducir los dominios de broadcast y por seguridad.
Trunking
◼ Los hosts que pertenezcan a la misma VLAN no necesariamente tienen que estar en la misma red física.
◼ El trunking es un servicio que permite tener VLAN entre switches diferentes.
◼ Es una característica de la mayoría de los switches modernos.
¡ GRACIAS !
Referencias
◼Carlos Eduardo Gómez Montoya, PhD. Luis Eduardo
SepúlvedaRodríguez,PhD.Capadeenlacededatos.