DISPOSITIVOS DE COMUNICACION-SWITCH

7/24/2019 DISPOSITIVOS DE COMUNICACION-SWITCH

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Profesor: Ing. Jorge JaraProfesor: Ing. Jorge Jara

Redes de ComputadorasRedes de Computadoras

Dispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de ComunicacinDispositivos de Comunicacin


Funciona en el nivel Enlace de datos del modelo OSI

Realiza algunas funciones del nivel Fsico del modelo OSI

Expande la distancia de un segmento

Permite la conexin de diferentes medios de comunicacin

FISICO

ENLACE

RED

-

-

-

FISICO

ENLACE

RED

-

-

-

Switch

SWITCHSWITCH


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2


Un switch es un dispositivo que, tal como el bridge, conectamltiples segmentos de red.

Este distribuye el trafico de red basado en eldireccionamiento MAC, enviando las tramas solo alsegmento de destino.

De este modo se reduce el dominio de colisin de cadasegmento.

Si una red contiene solo switches y no hubs, el dominio decolisin se reduce a un simple enlace. Si el enlace es fullduplex, las colisiones se eliminan por completo.

SWITCHSWITCH


Cada puerto del switch es considerado un dominio de colisiny dominio de broadcast (a nivel de mtodo de acceso:CSMA/CD)

Com3

SDEIA232

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112

Link

10010

13 14 15 1617181920 21 22 2324

Link

10010

Utilization%

1 515253065

1x 2x 3x 4x 5x 6x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

5Mbps 5Mbps

HUB Ethernet

10MbpsSDEIA232

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Link

10010

131415 16 1718 1920 2122 23 24

Link

10010

Utilization%

1 515253065

1x 2x 3x 4x 5x 6x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

5Mbps 5Mbps

HUB Ethernet

10Mbps

10 Mbps

Switch Ethernet

10Mbps

Dominio de Colisin

Dominio de Broadcast

Dominio de Colisin


Dominio de Colisin


SWITCHSWITCH


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3


Todos los puertos pertenecen al dominio de broadcast a nivelde direcciones MAC

Dominio de Broadcast a nivel de direccin MAC:

FFFFFFFFFFFF

Com3

SDEIA232

1 2 34 5 6 7 8 9101112Link

10010

13 1415 161718 192021222324Link

10010

Utilization%1 515253065

1x 2x 3x 4x 5x 6x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

5Mbps 5Mbps

HUB Ethernet

10MbpsSD

EIA232

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112Link

10010

131415 1617181920 21222324Link

10010

Utilization%1 515253065

1x 2x 3x 4x 5x 6x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

5Mbps 5Mbps

HUB Ethernet

10Mbps

10 Mbps

SWITCH Ethernet

10Mbps

SWITCHSWITCH


Para determinar la puerta de salida, el switch procesa lasdirecciones MAC de las tramas entrantes.

Cuando este recibe una trama, guarda en una tabla de

forwarding la direccin MAC y el n de puerto de origen. A continuacin busca la puerta de salida correspondiente a

la direccin MAC de destino, y coloca la trama en la cola desalida correspondiente.

Si no conoce la direccin MAC de destino, enva la tramapor todas las puertas, la eventual respuesta indicara en elfuturo la direccin MAC del destinatario.

Si la puerta de origen y destino son la misma, el switchsimplemente descarta el paquete.

Operacin

SWITCHSWITCH


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4


Full Duplex

Transacciones en ambos sentidos

Caractersticas especiales

Com3

Half Duplex

100Mbps

SERVIDOR

Switch FastEthernet

100Mbps

Com3

Full Duplex

200Mbps

SERVIDOR

Switch FastEthernet

100Mbps

SWITCHSWITCH


Link aggregation (acumulacin de enlaces) tambin llamadoTrunking (apilar troncos)

Link Aggregation

Com3

Full Duplex

800Mbps

SERVIDOR

4 NIC de 100Mbps

Switch FastEthernet

100Mbps

Half Duplex

400Mbps

SWITCHSWITCH


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5


LinkLink AggregationAggregation


VLAN es una red aislada (dividida por un switch) que estalgicamente segmentada basada en el criterio de funcin,grupo de trabajos o aplicaciones, sin tener en cuenta lalocalizacin fsica de los usuarios

SDEIA232

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112

Link

10010

13141516171819 20 21222324

Link

10010

Utilization%

1 515253065

1x 2x 3x 4x 5x 6x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

A B C D

VLAN1 VLAN2

A solo ve ha B

C solo ve ha D

Switch

VLAN (Virtual LAN)VLAN (Virtual LAN)


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A medida que las redes ethernet van creciendo, no solo lascolisiones se convierten en un problema.

Muchas aplicaciones Ethernet utilizan la difusin obroadcast para muchos de sus mtodos.

Estos paquetes de broadcast pueden hacer que eldesempeo de la red decaiga bastante.

Este problema se puede solucionar separando lossegmentos por medio de routers, sin embargo esto agregamas complejidad a la red.



Por otro lado, a veces existe la necesidad de agrupar yorganizar las redes segn funciones administrativas,independiente de la topologa fsica.

Para esto, los switches mas modernos implementan una

tcnica de segmentacin lgica de las redes, llamadas LANVirtuales o VLAN.

Por defecto existe una VLAN, la que contiene a todos lospuertos del switch

SDEIA232

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2Link

100 10

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Link

100 10

Utilization%1 5 15 25 30 65

1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x

13x 14x 15x 16x 17x 18x

7x 8x 9x 10x 11x 12x

19x 20x 21x 22x 23x 24xMDI

A B C D

VLAN por defecto

switch



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Una VLAN es una red switcheada que se segmentalgicamente segn una base organizacional en lugar de

una base fsica o geogrfica.

De este modo una red LAN en lugar de ser segmentada porsala o por piso, se puede segmentar por funcinadministrativa.

Por ejemplo, agrupar todos los equipos pertenecientes aFinanzas en una sola VLAN separada del resto.





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Segmentacin Las VLANs permiten segmentar las redes segn una

topologa lgica en lugar de utilizar una topologa fsica. Esto se logra agrupando un grupo arbitrario de puertos en

una sola red autnoma que tiene las mismas caractersticasde una LAN.

El trafico entre estos puertos se limita solo a los participantesde su VLAN.

Para reconocer el trfico de cada VLAN, o bien se le agregauna marca a cada paquete con el ID de la VLAN (IEEE802.1Q), o el paquete se encapsula dentro de otro quecontenga la informacin de la VLAN (Cisco ISL).

Caractersticas de una VLAN



Seguridad Las VLANs permiten mejorar la seguridad aislando los grupos

entre si. De este modo grupos con informacin sensiblepueden agruparse en una VLAN distinta quedando aislada de

otros usuarios. Control de Broadcast

As como los switch aslan los dominios de colisin entre cadasegmento, las VLANs aslan los dominios de broadcastlimitndolos solo a los participantes de la VLAN.

Desempeo Las VLANs mejoran el desempeo de la red al segmentar el

trafico entre cada VLAN, de este modo un grupo que haceintenso uso de la red no influye a otros grupos que compartenla red fsica.




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Administracin de Red Las LAN Virtuales simplifican el manejo de la red, ya que evita

el tener que modificar la topologa fsica de la red cuando senecesita reorganizar la red o cuando un usuario se cambia desegmento fsico.

Los switches de la red aslan entre a si a todas las VLANs.

Para transportar trafico entre diferentes VLANs es necesariovalerse de routers.




Flooding inundacin

Store and Forward

Cut-through

Fragment-free

Auto-Negotation

Back-plane

Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d

SWITCHSWITCH


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Cuando se enciende el SWITCH no conoce las direccionesfsicas de los equipos por sus puertos.

Cuando un switch no conoce la direccin MAC de destinoenva la trama por todos sus puertos, al igual que un HUB(Flooding, inundacin).

Cuando hay ms de un ordenador conectado a un puertode un switch este aprende sus direcciones MAC y cuando

se envan informacin entre ellos no la propaga al resto dela red, a esto se llama filtrado.

FloodingFlooding o inundacino inundacin


El switch almacena la trama antes de reenviarla.

Controla el CRC de las tramas para comprobar que notengan error, descartando las tramas defectuosas.

Tambin permite adaptar velocidades de distintosdispositivos de una forma ms cmoda, ya que la memoria

interna del switch sirve de buffer.Obviamente si se enva mucha informacin de undispositivo rpido a otro lento otra capa superior seencargar de reducir la velocidad

StoreStore and Forwardand Forward


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Consiste en recibir los 6 primeros bytes de una trama quecontienen la direccin MAC y a partir de aqu se enva aldestinatario. Cut-through no permite descartar paquetesdefectuosos

CutCut--throughthrough


Consiste en recibir los primeros 64 bytes de una tramaporque es en estos donde se producen la mayora decolisiones y errores. As pues cuando vemos que un switchtiene 512KB de RAM es para realizar el store & forward.Esta RAM suele estar compartida entre todos los puertos,aunque hay modelos que dedican un trozo a cada puerto

FragmentFragment--freefree


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Esto se refiere a que el SWITCH negocia con los dispositivosque se conectan a l, la velocidad de funcionamiento, 10megabit 100, as como si se funcionara en modo full-

duplex o half-duplex. Full-duplex se refiere a que eldispositivo es capaz de enviar y recibir informacin de formasimultnea, half-duplex por otro lado slo permite enviar orecibir informacin, pero no a la vez.

AutoAuto negociacinnegociacin


back-plane o plano trasero define el ancho de bandamximo que soporta un switch.

El back plane depender del procesador, del nmero detramas que sea capaz de procesar.

Ejemplo: 100megabits x 2 (cada puerto puede enviar 100megabit y enviar 100 ms en modo full-duplex) x 24puertos = 4,8 gigabit.

Entonces un switch de 24 puertos debe tener un back-plane de 4,8 gigabit para ir bien.

Para abaratar costos esto se reduce ya que es muyimprobable que los 24 puertos estn a tope.

BackBack planeplane


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Si un nodo puede tener varias rutas alternativas para llegara otro switch, tiene problemas para aprender su direccinya que aparecer en dos de sus entradas.

A esto se le llama loop y suele haber una indicadordestinada a eso delante de los switch.

El protocolo de Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d seencarga de solucionar este problema, aunque los switch

domsticos no suelen tenerlo

SpanningSpanning TreeTree ProtocolProtocol IEEE 802.1dIEEE 802.1d


Hay diversos factores que involucran el incremento de anchode banda en una LAN:El elevado incremento de nodos en la red. El continuo desarrollo de procesadores mas rpidos y

poderosos en estaciones de trabajo y servidores. La necesidad inmediata de un nuevo tipo de ancho de

banda para aplicaciones intensivas cliente/servidor. Tendencia hacia el desarrollo de granjas centralizadas de

servidores para facilitar la administracin y reducir elnmero total de servidores.

Los switches resuelven los problemas de anchos de banda alsegmentar un dominio de colisiones de una LAN, enpequeos dominios de colisiones.

DondeDonde usarusar SwitchSwitch??


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Small Business (20-250 Users)

Medium to Large Business (Over 250 Users)

Industrial Ethernet


WS-CE500-24TT 24 10/100 ports and 2 10/100/1000Base-T uplinks

WS-CE500-24LC 20 10/100 ports, 4 10/100 PoE ports, and 210/100/1000Base-T or SFP uplinks

WS-CE500-24PC 24 10/100 PoE ports, and 2 10/100/1000Base-T or SFPuplinks

WS-CE500G-12TC 8 10/100/1000Base-T ports and 4 10/100/1000Base-T orSFP ports

Cisco Catalyst Express 500 Series Model Comparison Chart


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Cisco Catalyst 2960 Series Model Comparison Chart

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