PDF de programación - Ethernet (3): Puentes y conmutadores

REDES DE BANDA ANCHA
Área de Ingeniería Telemática

Ethernet (3):

Puentes y conmutadores

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación

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

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



Puentes

• Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión

• Puentes unen segmentos Ethernet a nivel

de enlace

a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



Hub

Hub

Dominio de colisión

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

Hub

Hub

Puente

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

1

l

a
c
i
t
á
m
e
e
T

a
í
r
e
n
e
g
n
I

e
d

a
e
r

i

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



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

Puentes
• La denominación de LAN

indistintamente

se

suele usar

Hub

Hub

LAN

Puente

Hub

Hub

LAN

Bridged Local Area Network

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)

2

l

a
c
i
t
á
m
e
e
T

a
í
r
e
n
e
g
n
I

e
d

a
e
r

i

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



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

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

segmento

lógicamente como un solo

• 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

Learning Bridge

Lista de direcciones MAC asociada a cada puerto

If

MAC

3

l

a
c
i
t
á
m
e
e
T

a
í
r
e
n
e
g
n
I

e
d

a
e
r

i

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



Learning Bridge

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

src: A, dst: All

If

E0

MAC

A

Learning Bridge

MAC destino:
- Broadcast: reenvía la trama por todos los puertos menos aquel por

el que la recibió

src: A, dst: All

If

E0

MAC

A

Learning Bridge

MAC destino:
- Buscar en las listas de los puertos:

o Si la encuentra en un puerto reenvía la trama solo por ese puerto

src: C, dst: A

If

E0

E1

MAC

A

C

4

l

a
c
i
t
á
m
e
e
T

a
í
r
e
n
e
g
n
I

e
d

a
e
r

i

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



Learning Bridge

MAC destino:
- Buscar en las listas de los puertos:

o Si la encuentra en un puerto reenvía la trama solo por ese puerto
o Si no la encuentra en ninguna lista reenvía la trama por todos los

puertos menos por el que la leyó (inundación, flooding)

src: C, dst: B

If

E0

E1

MAC

A

C

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

A

C

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

Switch

5

l

a
c
i
t
á
m
e
e
T

a
í
r
e
n
e
g
n
I

e
d

a
e
r

i

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



a
c
i
t

l

á
m
e
e
T
a



i

í
r
e
n
e
g
n

I


e
d



a
e
r

Á



A
H
C
N
A
A
D
N
A
B
E
D
S
E
D
E
R



Puentes y conmutadores

• 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 (suelen) 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

10Mbps

100Mbps

10Mbps

10Mbps

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

e
p
y
T
r
e
h
t
E

Datos

C
R
C

Conmutación Rápida

Libre de fragmentos

Store-and-Forward

6