Ricard Martin

Business Development Engineer

Switching&Wireless

D-Link Iberia

ricard.martin@dlink.com

www.youtube.com/DLINKIberiaTVCanal

Voz IP en la red LAN Taller técnico

VoIP, instalación de teléfonos IP en redes Ethernet LANPoESegmentación VoiceVlanQoS

Redes convergentes

• Cada vez más dispositivos se conectan a una red Ethernet.

• Es posible compartir la infraestructura para todos ellos.

• Por seguridad y calidad de servicio se recomienda segmentar esta infraestructura

común mediante VLAN y aplicar políticas de QoS.

Redes convergentes. VoIP.

En el caso de VoIP, cuando se conecta un teléfono al switch:

• El switch detecta el teléfono. Detecta la clase de dispositivo PoE de que se trata y

proporciona la potencia necesaria para su funcionamiento.

• Posiciona el Puerto en la VLAN de telefonía. Esto se puede hacer mediante:

Detección de la mac address del teléfono

Usando LLDP-MED e informar al teléfono de la VLAN ID que el teléfono necesita

usar. LLDP-MED también informa al teléfono los valores de QoS (802.1p t DSCP)

• El teléfono solicita una dirección IP del servidor DHCP.

• En algunos casos, el servidor DHCP también informa al teléfono de la ubicación de un

servidor TFTP (normalmente la centralita) del cual descargarse el archivo de

configuración.

• El switch será capaz de priorizar los paquetes de VoIP para asegurar que el tráfico de

voz se transmita con baja latencia.

Alimentación de dispositivos por PoE

• Power over Ethernet (PoE) es una función que permite alimentar dispositivos a través

del cable de red.

• La distancia máxima son 100metros.

• En los switches PoE esta función esta activada por defecto. Cuando se conecta un

cliente PoE, le proporciona la potencia necesaria.

• The switch monitoriza continuamente el estado del cliente PD y deja de alimentarlo

cuando se desconecta o cuando detecta una sobrecarga o un cortocircuito en el puerto.

PoE

IEEE 802.3af (PoE)

• Basado en IEEE802.3, publicado en 2003.

• La versión original IEEE 802.3af-2003 de PoE entrega hasta 15.4 W DC (minimo

44 VDC y 350 mA) a cada dispositivo.

• Sólo se aseguran 12.95 W en el equipo cliente (PD, Powered Device) ya que parte

de la potencia se disipa en el cable.

• 802.3af define dos tipos de dispositivos:

• Powered Device or PD (el cliente que recibe la alimentación)

• Power Sourcing Equipment or PSE (el dispositivo que proporciona la

alimentación).

• El estándar también define el proceso de detección del cliente PD y cómo se

mantiene o se desconecta esta alimentación.

PSE PD

15.4W 12.95W100 m

PoE. Especificaciones

PSE

(Power Source

Equipment)

PD

(Powered Device)

RJ45 Cable

1. PD Discover

2. Detect PD

3. PD Class ?

4. Return PD Class

5. Apply Power

6. Overload/Under-power/Disconnect?

7. Yes

8. Cut power and back to Step1

PoE. Especificaciones

El switch determina automáticamente si el dispositivo que se ha conectado a un puerto es un

cliente PoE (PD) y determina su clase.

PoE. Especificaciones

Clases PoE

• Mediante el Power Class, el cliente PoE (PD) informa al dispositivo fuente (PSE) de

sus necesidades de alimentación.

• Los niveles de potencia según la clase son:

Class PD Power (W) Note

0 0.44 to 12.95 Default

1 0.44 to 3.84 Optional

2 3.84 to 6.49 Optional

3 6.49 to 12.95 Optional

4 12.95 to 25.5 Future use

*Nota:

La necesidad de potencia del cliente PD es menor que la entregada por el puerto de la fuente PSE

PSE PD

15.4W 12.95W100 m

PoE+

IEEE 802.3at (PoE Plus or PoE+)

• Permite suministrar potencias superiores a los 12.95W

• PoE+ entrega hasta 30W (a 56 VDC), 25.50 W en el extremo del cliente PD,

contanto la disipación del cable.

• Mediante LLDP ajusta el nivel exacto de potencia que el cliente necesita en pasos

de 0,1W.

• Es compatible con PoE 802.3af. Un cliente PoE se puede alimentar en un puerto

PoE+, y un cliente PoE+ que no consuma más de 12,95W puede ser alimentado

por un puerto PoE.

• Requiere cableado cat5e o superior.

PoE++

IEEE 802.3bt (PoE++)

• Permite suministrar potencias de hasta 90W

• Utiliza 4 pares del cable Ethernet, a diferencia de los anteriores estándares que

utilizan sólo 2 pares.

• Es compatible hacia atrás con PoE y PoE+

• Pensado para alimentar dispositivos IoT, ilumniación LED, etc.

• Dos tipos: Tipo 3, hasta 60W

Tipo 4 hasta 90W

• PoE++ en los modelos acabados en MPP

Type 3 60W

Type 4 90W

0-6

0-8

PoE. Configuración

En un switch con soporte PoE+, se detectan automáticamente el tipo de dispositivo PD

conectado

PoE. Configuración

La interfaz del switch permite:

• Habilitar o deshabilitar la función PoE (habilitado por defecto).

• Hacerlo en función de horarios.

• Establecer un nivel de prioridad, en función del cual, al llegar al límite de potencia del

switch, alimentará los puertos con mayor prioridad.

• Establecer un límite de potencia por puerto.

Segmentación - VLAN

VLAN 802.1q

Dominio de Broadcast

• Un segmento de red lógico

• Cualquier dispositivo en el segmento puede transmitir datos al resto de equipos

• Se usa dirección de broadcast para enviar tramas a todos los dispositivos

VLAN (Virtual Local Area Network)

• Protocolo 802.1Q, implementable en switches Smart y Gestionables

• Las redes conmutadas se pueden segmentar en distintos dominios de broadcast o VLANs

• Mejora la escalabilidad de red, su seguridad y gestión. El tráfico de una VLAN no puede llegar a usuarios en otras VLANs

• Las VLANs se pueden expandir a múltiples switches y extenderse por toda la red LAN

• Una VLAN = Un dominio de Broadcast = Una red lógica (subred)

Segmentación - VLAN

VLAN 802.1q• Se puede segmentar la red en grupos lógicos formados por usuarios del mismo tipo o perfil

• Los usuarios de un mismo grupo podrán comunicarse aunque estén conectados a diferentes conmutadores.

DATOS VoIP VIDEO

IEEE 802.1p / 802.1q Frame Tagging

Segmentación - VLAN

• La etiqueta VLAN está formada por 4 bytes que se añaden a la cabecera de la trama Ethernet.

• En la etiqueta se especifica la VLAN y PRIORIDAD de la trama.

• El tamaño máximo de una trama Ethernet con VLAN TAG es de 1522 bytes (1518 + 4 bytes)

• UNTAGGED es la trama sin etiqueta de VLAN.

• TAGGED es la trama con etiqueta de VLAN.

Trunk port

VLAN2

Native vlan 1CRCData2SADA

CRCData2SADA TAG vlan2

Access port

VLAN2

(untagged)

Access port

VLAN1

(untagged)

CRCData1SADA

CRCData1SADA

CRCData1SADA

CRCData2SADA

VOZ

VOZ

VOZ

Datos

Datos

Segmentación - VLAN

CRC

Estructura básica de una trama Ethernet:

DA = Destination Address

SA = Source Address

CRC = Control por Redundancia Cíclica

DataSADA

Configuración habitual de VoIP

VLAN 802.1q

Segmentación - VLAN

Ingress (Trama entrante en el switch)

• Si se recibe una trama UNTAGGED (sin marca), se le añade el VLAN TAG con el VID=PVID, y prioridad por

defecto del puerto.

• Si se recibe una trama TAGGED (con marca), ésta no se modifica (VID y prioridad no cambia)

Dentro del Switch (Todas las tramas son TAGGED)

• Para la VLAN, el switch comprueba la tabla FDB basándose en el VID y envia el paquete a los puertos

miembros de esa VLAN.

• Para la prioridad, se asa e el apeo de Class of Service para pro esar la tra a e la ola de prioridad asociada

Egress (Trama saliente del switch)

• Si sale por un puerto untagged, el VLAN TAG se quita

• Si sale por un puerto tagged, se conserva el VLAN TAG y el nivel de prioridad

Trunk port

VLAN2

VLAN3

Native vlan 1CRCData2SADA

CRCData3SADA

CRCData2SADA TAG vlan2

CRCData3SADA TAG vlan3

Access port

VLAN2

(untagged)

Access port

VLAN3

(untagged)

Access port

VLAN1

(untagged)

CRCData1SADA

CRCData2SADA

CRCData3SADA

Access port

VLAN2

(untagged)

Access port

VLAN3

(untagged)

CRCData1SADA

Access port

VLAN1

(untagged)

CRCData1SADA

Segmentación - VLAN

CRC

Estructura básica de una trama Ethernet:

DA = Destination Address

SA = Source Address

CRC = Control por Redundancia Cíclica

DataSADA

Se conserva el

VLAN TAG y la

PRIORIDAD

VoiceVlan

Voice VLAN vía MAC Address

Es posible reconocer un dispositivo de telefonía por los primeros octetos de su MAC address

(definición del fabricante).

Configuración común:

L2 Features > VLAN > Voice VLAN > Voice VLAN Global

Habilitar la función, escoger la VLAN para VozIP y el nivel de prioridad CoS (L2)

VoiceVlan

Voice VLAN vía MAC Address

Todos los switches D-Link EasySmart, Smart y Managed pueden reconocer un dispositivo de

telefonía por su MAC address.

Si nuestro teléfono no está en la lista predefinida, se podrá dar de alta en el switch.

VoiceVlan

Voice VLAN via MAC Address

En función de la configuración de la solución de telefonía, el puerto del switch se marcará

como Tagged o Untagged para la VLAN de Voz.

VoiceVlan

Voice VLAN vía MAC Address

Los equipos detectados se muestran en la lista.

VoiceVlan

Voice VLAN vía LLDP-MED

LLDP-MED (Link Layer Discovery Protocol-Media Endpoint Devices) es una extension del

protocolo LLDP usado entre equipamiento de red y dispositivos de usuario final, como

teléfonos IP.

Permite enviar información desde el switch al teléfono IP. Esta información se indica en el

campo Network Policy de un paquete LLDP.

Desde el switch se puede configurar en el teléfono la VLAN, su modo de tageado e

información de QoS.

VoiceVlan

Voice VLAN vía LLDP-MED

Esta función está disponible en gamas D-Link DGS-1510 en adelante.

En Voice VLAN se configura:

• El VLANID

• El nivel de prioridad CoS

• El modo del Puerto (untagged/tagged)

VoiceVlan

• Habilitar el estado en el menú LLDP

• En los parámetros LLDP-MED, como mínimo habilitar la extensión Network

Policy, que será la que indique los parámetros de VoIP.

Voice VLAN vía LLDP-MED

VoiceVlan

Al conectar el teléfono y arrancar, éste no muestra información en Network Policy

Voice VLAN via LLDP-MED

VoiceVlan

Paquete LLDP generado por el switch: incorpora la Network Policy

Voice VLAN vía LLDP-MED

VoiceVlan

Paquete LLDP una vez el teléfono ha recibido la información de VLAN y prioridad

Voice VLAN vía LLDP-MED

VoiceVlan

El switch muestra la información LLDP-MED del teléfono IP

Voice VLAN vía LLDP-MED

VoiceVlan

El puerto donde está conectado el teléfono posicionado en la VLAN de voz (tagged)

Voice VLAN vía LLDP-MED

QoS

Calidad de Servicio (QoS)

Para asegurar la mejor calidad en la telefonía, se puede priorizar el tráfico de voz con un nivel

de CoS o DSCP.

QoS

Hay dos tipos de marcas de prioridad:

– IEEE 802.1p tag en L2 Ethernet.

• Normalmente insertado por los switches como parte de 802.1Q VLAN tag, configurado en el puerto por

donde entra el tráfico.

• Consiste en 3 bits (valores de 0 a 7).

• Puede no pasar a través de redes enrutadas, al ser una marca de L2.

– DSCP (IP Precedence) tag en L3 IP.

• Es un campo de la cabecera IP, con valor por defecto 0.

• Normalmente modificado por aplicaciones como VoIP o IPTV en función de sus necesidades de prioridad.

• Consiste en 6 bits (valores de 0 a 63).

• Puede traspasar saltos L3.

Priorización

DataL3 HeaderToS802.1QL2 Header

VLAN IDCFI802.1p

3bits 1bit 12bits

Delay/Cost/…3bits 5bits

DSCP

8bits

IP Precedence

Egress

Colas de Prioridad

– El switch guarda los paquetes en el buffer de salida del puerto antes de

transmitirlos.

– Cada buffer de salida se divide en varias colas de prioridad (4 ó 8 dependiendo del

modelo). Los paquetes guardados en las colas superiores se sirven primero.

– Los paquetes con mayor prioridad se mapearán a colas superiores. Aún así, esto se

puede cambiar mediante políticas de QoS del switch.

Priorización

Queue Mapping

Ingress

Highest PriorityHigher PriorityLower PriorityLowest Priority

Add Priority Tag

QoS

Prioriza tráfico de usuarios finales en diferentes puertos

– Inserta la prioridad por defecto del puerto a los paquetes untagged entrantes.

– Mapea los paquetes con mayor marca de prioridad en una cola superior.

Client-1Client-2 IP Phone

Priorización

Policy (Default Port Priority)Action: Add 802.1p tag with

middle priority

Policy (Default Port Priority)Action: Add 802.1p tag with low

priority

High PriorityMiddle PriorityLow PriorityNo Priority

QoS

QoS

802.1p

Valores 802.1p

802.1p Tipo de tráfico

7 Network control

6 Voice < 10ms latency and jitter

5 Video < 100ms latency and jitter

4 Controlled Load

3 Excellent Effort

2 Spare

1 Background

0 Best Effort

QoS

802.1p

Cuando un paquete entra en un puerto con marca de VLAN, éste lleva marca de prioridad

802.1p

Se puede asignar a una cola de prioridad basada en esa información.

La cola a la que se asignará cada valor de 802.1p es configurable:

QoS

802.1p

Cuando un paquete entra en un puerto untagged (sin marca de VLAN), no llevan nivel de

prioridad 802.1p.

Esos paquetes se asignarán a la cola por defecto asignada a cada Puerto.

Si se marca Override, se aplica el valor CoS por defecto del puerto a todos los paquetes

(tagged o untagged) recibidos en él.

• Strict Priority: Los paquetes con mayor prioridad se servirán primero. Si las colas

superiores están siempre ocupadas, el tráfico de las colas inferiores nunca será enviado.

• WRR (Weighted Round-Robin): Las colas comparten ancho de banda en función de

pesos asignados. De esta forma, paquetes con una prioridad inferior se transmitirán

aunque hayan paquetes de una cola superior. Cada vez que se envía un paquete de una

prioridad alta, se resta 1 a su correspondiente peso, y se sirve el paquete de la cola

inmediatamente inferior. Cuando el peso de todas las colas llega a 0, los pesos se

reestablecen.

Gestión de Colas de prioridad

WRR

SP

High PriorityMiddle PriorityLow Priority

QoS

• Weighted Deficit Round-Robin (WDRR) : Similar a WRR, pero teniendo en cuenta el

tamaño de los paquetes transmitidos. Cada vez que un paquete de una cola es enviado, el

número de bytes del paquete se sustrae del correspondiente crédito asociado al valor

WDRR Quantum, y se pasa a la siguiente inferior cola de prioridad. Cuando el crédito llega a

cero, no se da paso a esa cola asta que vuelve a tener crédito.

• Round Robin (RR): El switch va sirviendo paquetes de cada cola por orden.

Gestión de Colas de prioridad

WDRR

Round

Robin

High PriorityMiddle PriorityLow Priority

*Estos dos últimos tipos de gestión de colas están soportados en DGS-1510 y gestionables.

QoS

QoS

Scheduling. Gestión de las colas de prioridad.

Asignación del método de gestión de cola.

QoS

Scheduling. Gestión de las colas de prioridad.

Configuración de pesos para WRR y WDRR

QoS

QoS en equipos Smart y EasySmart.

Los equipos Smart y EasySmart disponen de 4 colas de prioridad.

La gestión de éstas se puede hacer en modo SP (Strict Priority) y WRR (Weighted Round-

Robin).

QoS

Ejemplo

PC 192.168.3.173

Puerto 8

Modificacion 802.1p

PC 192.168.3.199

Puerto 8

Modificacion 802.1p

PC 192.168.3.199

Puerto 24

Wireshark

QoS

Ejemplo Modificación 802.1p

Smart Switch Portfolio

Ejemplo Modificación 802.1p

Addendum: WMM

Wi-Fi Multimedia (WMM)

La especificación WMM proporciona priorización de paquetes en cuatro tipos de tráfico:

• Voz: Alta prioridad con minimo delay. El tráfico sensible como VoIP y streaming se

posicionan automáticamente en esta cola.

• Vídeo: Alta prioridad con minimo delay. El tráfico sensible como VoIP y streaming se

posicionan automáticamente en esta cola.

• Best effort: Prioridad media, para el tráfico IP habitual.

• Background: Prioridad baja con alto throughput, para datos que requieren alto throughput

pero al que no impacta la latencia (como datos FTP).

Addendum: WMM

Paquetes recibidos en la interfaz inalámbrica: el punto de acceso analiza si la cabecera

de la trama lleva marca WMM. Si es así, el punto de acceso mapea el nivel WMM a su

equivalente 802.1p.

Cola WMM 802.1p

Voz 7,6

Video 5,4

Best Effort 0,3

Background 2,1

Addendum: WMM

• Un paquete Untagged utiliza el campo DSCP para asignar la prioridad 802.1p y su cola

WMM.

• Un paquete Tagged usa el valor de prioridad que lleva en el campo 802.1p para asignarlo a

una cola WMM.

Paquetes recibidos en la interfaz cableada

DSCP Code Point 802.1p

56 CS7 7

48 CS6 6

46 EF 6

40 CS5 5

38,36,34 AF4x 4

32 CS4 4

30,28,26 AF3x 4

24 CS3 3

22,20,18 AF2x 3

16 CS2 2

14,12,10 AF1x 3

8 CS1 1

0 CS2 0

D-Link Switching Portfolio

Gig

ab

it

EasySmart

Features

DGS-3420

DES-1100 DES-3200

Fa

st Eth

ern

et

10

G

DES-1210

DGS-1100 DGS-1210

DGS-1510

DGS-3120/SI DGS-3120/EI DGS-3620

DXS-3600

Gig

ab

it+1

0G

Managed

DXS-1210DXS-1100

EasySmart

DXS-3400

Unmanaged

DGS-1008MPPoE+ 1-8140W

DGS-1008PPoE 1-452W

DGS-3120-24PCPoE+ 1-24 370W

DGS-3420-28PCPoE+ 1-24 370W

SmartDGS-1100-10MPPoE+ 1-8130W

DGS-1100-08PPoE 1-864W

DGS-1100-26MPPoE+ 1-24370W

ManagedDES-3200-28P PoE+ 1-4, PoE 5-24188W

DES-1210-28P PoE+ 1-4, PoE 5-24193W

DES-1210-08PPoE 1-872W

DGS-3620-28PCPoE+ 1-24 370W

DES-1008PAPoE ports 1-452W

DES-1005PPoE port 115,4W

DES-1018PPoE ports 1-880W

DES-1018MPPoE ports 1-16246W

DGS-1210-08PPoE 1-845W

DGS-1210-24PPoE+ 1-12p85W

DGS-1210-28PPoE+ 1-4, PoE 5-24193W

DGS-1210-10PPoE+ 1-878W

DGS-1510-28P PoE+ 1-24193W

DES-3200-52P PoE+ 1-8, PoE 9-48370W

DGS-3420-52PPoE+ 1-48370W

DGS-3620-52PPoE+ 1-48370W

DGS-1100-24PPoE+ 1-12 100W

DGS-3120-48PCPoE+ 1-48370W

DGS-1210-52PPoE+ 1-8, PoE 9-24193W

DGS-1210-52MPPoE+ 1-8, PoE 9-48370W

Modelos PoE

DGS-1210-28MPPoE+ 1-24370W

DGS-1510-28XMP PoE+ 1-24370W

Gracias

Obrigado

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