PDF de programación - Conmutación Ethernet

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Conmutación Ethernet

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Redes

4º Ingeniería Informática


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Encaminamiento
3.  Transporte extremo a extremo
4.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
5.  Tecnologías para redes de área local
6.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

7.  Conmutación de circuitos


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Objetivos

•  Conocer el modo de funcionamiento de los

puentes Ethernet

•  Saber predecir la evolución del aprendizaje

de las tablas de un conmutador Ethernet

•  Conocer las principales diferencias entre

concentradores y conmutadores Ethernet

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

colisión”

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Puentes
•  Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión (…)

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

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Hub

Hub

Dominio de colisión

Puentes
•  Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión (…)

•  Puentes unen segmentos Ethernet a nivel

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Hub

Hub

Dominio de colisión


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de enlace (…)

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

Hub!

Hub

Puente

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión


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Puentes

• 

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

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Network Layer

Link Layer

Physical Layer

A → B

A

Hub!

Hub

B

Puente

C → A

C

Hub!

Hub!

Dominio de colisión

Dominio de colisión


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Puentes

•  La denominación de LAN se suele usar

indistintamente

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Hub!

Hub

LAN

Puente

Hub!

Hub!

LAN

Bridged Local Area Network

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Puentes : ¿Cómo?


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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)

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Puentes: ¿Por qué?


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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


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Puentes

Puente

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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


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Learning Bridge

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


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MAC

PCA

PCB

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PCC

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E2

PCD


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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


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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

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E2

PCD

If

E0

MAC
MACPCA


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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

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E0

MAC
MACPCA


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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

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PCC

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E2

PCD

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E0

MAC
MACPCA


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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


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src: MACPCC, dst: MACPCA

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

PCD

a todas las estaciones

o  Si no la encuentra: inundación

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E0

E1

MAC
MACPCA
MACPCC


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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

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MAC
MACPCA
MACPCC

PCA

PCB

E1

PCC

E0

E2

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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


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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


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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

Conmutación asimétrica

•  Permite conmutación asimétrica (diferentes

velocidades en los puertos)

•  Esto es imposible con un hub


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10Mbps

100Mbps

10Mbps

10Mbps

Técnicas de conmutación

Store-and-forward

–  Espera a recibir toda la

trama

–  Mayor latencia


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Addr


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Datos



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Store-and-Forward


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Técnicas de conmutación

Store-and-forward

–  Espera a recibir toda la

trama

–  Mayor latencia

Cut-through
•  Una vez procesada la MAC

destino

•  Menor latencia
•  Más errores
•  Tipos:

–  Rápida (…)

Dest
Addr

Src
Addr


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Datos



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Conmutación Rápida

Store-and-Forward


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Técnicas de conmutación

Store-and-forward

–  Espera a recibir toda la

trama

–  Mayor latencia

Cut-through
•  Una vez procesada la MAC

destino

•  Menor latencia
•  Más errores
•  Tipos:

–  Rápida (…)
–  Libre de fragmentos

Dest
Addr

Src
Addr


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Datos



C
R
C

Conmutación Rápida

Libre de fragmentos

Store-and-Forward

Ejercicio

A

B

Puerto 1

Puerto 3

Puerto 2

D

C

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Acción

(reenvía por puertos…)

-

Lista del
puerto 1

-

Lista del
puerto 2

-

Lista del
puerto 3

-

Suceso
Suceso

Arranca el puente

A envía a D
D envía broadcast
A envía a B
E envía a A
C envía a E
A envía a B
F envía a C
B envía a A

Ejercicio

A

B

Puerto 1

Puerto 3

Puerto 2

D

C

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Acción

(reenvía por puertos…)

-
2 y 3

Lista del
puerto 1

-
A

Lista del
puerto 2

-
-

Lista del
puerto 3

-
-

Suceso
Suceso

Arranca el puente

A envía a D
D envía broadcast
A envía a B
E envía a A
C envía a E
A envía a B
F envía a C
B envía a A


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Switch DSS-24+

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Switch DSS-24+

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