PDF de programación - Conmutacion Ethernet

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Conmutación Ethernet

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

Grado en Ingeniería en Tecnologías de

Telecomunicación, 2º


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Temario

Introducción

1. 
2.  Arquitecturas de conmutación y protocolos
3. 

Arquitectura de protocolos IEEE 802
LANs IEEE 802.3 (Ethernet)
LANs IEEE 802.11 (WiFi)

Introducción a las tecnologías de red
1. 
2. 
3. 
4.  WANs y PDH
5. 

ATM

4.  Control de acceso al medio
5.  Conmutación de circuitos
6.  Transporte fiable
7.  Encaminamiento
8.  Programación para redes y servicios



a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Objetivos

•  Conocer el modo de funcionamiento de los

puentes transparentes Ethernet

•  Saber predecir la evolución del aprendizaje

de las tablas de un conmutador Ethernet

•  Conocer las principales diferencias entre

concentradores y conmutadores Ethernet



a
c
i
t

Hemos visto: Hubs/Repetidores
•  Unir “segmentos” Ethernet formando un solo “dominio de
•  Exceder los límites de distancia y número de hosts conectados

colisión”

á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

e
d

I


I



i

l



a
e
r
Á



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I




a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes
•  Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión (…)

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

Hub

Hub

Dominio de colisión


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes
•  Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión (…)

•  Puentes unen segmentos Ethernet a nivel

de enlace (…)

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

Hub

Hub

Dominio de colisión

Hub!

Hub

Puente

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes

• 

Idealmente de un dominio a otro reenvían solo las
tramas dirigidas a estaciones del otro dominio

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

A → B

A

Hub!

Hub

B

Puente

C → A

C

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes

•  La denominación de LAN se suele usar

indistintamente

Hub!

Hub

LAN

Puente

Hub!

Hub!

LAN

Bridged Local Area Network


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes : ¿Cómo?

Hub!

Hub

Puente

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión

Funcionamiento
•  Conectado como una estación normal
•  Modo promiscuo
•  Reenvía las tramas dirigidas a estaciones conectadas a otro dominio
•  No altera la trama (se mantienen las direcciones MAC origen y destino)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Lista de direcciones MAC asociada a cada puerto (…)
•  También llamada “Base de datos de filtrado”


If

MAC

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Cuando ve una trama por un puerto:
-  Apunta MAC origen asociada al puerto si no estaba ya (…)

If

MAC

src: MACPCA, dst: All

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Cuando ve una trama por un puerto:
-  Apunta MAC origen asociada al puerto si no estaba ya (…)

src: MACPCA, dst: All

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

If

E0

MAC
MACPCA


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

MAC destino Broadcast:
- 

Inundación (flooding): reenvía la trama por todos los puertos menos
aquel por el cual la recibió

src: MACPCA, dst: All

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

If

E0

MAC
MACPCA


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Cuando ve una trama por un puerto:
-  Apunta MAC origen asociada al puerto si no estaba ya (…)

src: MACPCC, dst: MACPCA

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

If

E0

MAC
MACPCA


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Cuando ve una trama por un puerto:
-  Apunta MAC origen asociada al puerto si no estaba ya (…)

src: MACPCC, dst: MACPCA

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

If

E0

E1

MAC
MACPCA
MACPCC

Learning Bridge

MAC destino unicast:
-  Busca en la base de datos de filtrado (…):

o  Si la encuentra asociada a un puerto reenvía la trama solo por ese

puerto (…)

o  Recordad que un Hub actúa como un bus lógico y hace llegar la trama


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

src: MACPCC, dst: MACPCA

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

a todas las estaciones

o  Si no la encuentra: inundación

If

E0

E1

MAC
MACPCA
MACPCC


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Learning Bridge

Aging:
-  Las entradas en la tabla “envejecen”
-  Se renueva el contador al recibir una trama de esa estación
-  Si caduca se elimina la entrada
-  Cambio de tarjeta
-  Reemplazamiento de host
- 

¡ Memoria finita !

If

E0

E1

MAC
MACPCA
MACPCC

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

D


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes: ¿Por qué?

Hub!

Hub

Puente

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión

•  LANs alejadas geográficamente que se desean unir
•  Exceso de carga en una LAN y se quiere dividir
•  Confiabilidad: limitar efectos de nodos defectuosos
•  Seguridad: limitar efectos modo promiscuo
•  Problema: aumentan la latencia


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes

Puente

Hub!

Hub

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión

•  Conmutador de paquetes
•  Las colisiones no se propagan (dominios de colisión separados)
•  Transparente para las estaciones

–  La LAN resultado se comporta lógicamente como un solo

segmento

•  Número entre dos estaciones no está limitado:

–  Permite agrandar la red más allá de los límites de Ethernet.

•  Pueden unir redes de diferente tecnología 802

Puentes y conmutadores

•  Conmutador Ethernet (switch, switching-hub) es básicamente

un puente

•  Los primeros puentes tenían pocos puertos (2)
•  Un switch tiene uno por estación (…)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Puentes y conmutadores

•  Conmutador Ethernet (switch, switching-hub) es básicamente

un puente

•  Los primeros puentes tenían pocos puertos (2)
•  Un switch tiene uno por estación
• 

Interconectados


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Switch vs Hub

•  Puede otorgar un camino conmutado entre cada par de

estaciones para cada trama

•  Cada pareja puede tener un canal dedicado con la capacidad

total de la LAN

•  Puede trabajar con multiples tramas al mismo tiempo
•  Los puertos pueden ser Full-Duplex

Hub

10Mbps

Switch

10Mbps

10Mbps

Medio compartido

Capacidad total 10Mbps

Medio conmutado

Capacidad total Nx10Mbps


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Conmutación asimétrica

•  Permite conmutación asimétrica (diferentes

velocidades en los puertos)

•  Esto es imposible con un hub

10Mbps

100Mbps

10Mbps

10Mbps

Resumen

•  Puentes/conmutadores separan domini