PDF de programación - Más Ethernet (puentes)

Más Ethernet (puentes)

Dr. Daniel Morató

Area de Ingeniería Telemática

Departamento de Automática y Computación

Universidad Pública de Navarra

[email protected]

http://www.tlm.unavarra.es/asignaturas/lpr

Contenido

• Redes Ethernet

- Puentes y conmutadores
- Puentes transparentes
- Spanning-Tree Protocol

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13 Oct

Más Ethernet

1/12

1

Límites en Ethernet de 10Mbps

Máxima longitud de cable en un segmento

Máximo número de conexiones en un segmento

Máxima longitud del dominio de colisión (con repetidores)

Máximo número de estaciones en el dominio de colisión

10BASE5

10BASE2 10BASE-T

500m
100
2500m
1024

185m
30
1000m
1024

100m
1
2500m
(con backbone coaxial)
1024

13 Oct

Más Ethernet

2/12

Puentes

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• Los

(hubs)

repetidores

unen
segmentos Ethernet a nivel físico
creando un solo dominio de colisión

• Los puentes unen segmentos Ethernet
a nivel de enlace (nivel de trama). Son
dispositivos de nivel 2

Puente
Puente

HubHub

HubHub

Dominio de colisión
Dominio de colisión

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Dominio de colisión
Dominio de colisión

13 Oct

Más Ethernet

Dominio de colisión
Dominio de colisión
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2

Puentes

Puente
Puente

Dominio de colisión
Dominio de colisión

Dominio de colisión
Dominio de colisión

• Conmutador de paquetes
•

Funcionamiento
– Se conectan a cada segmento como una estación normal
– Leen todas las tramas que circulan por cada uno de los segmentos
– Las tramas que ve por un interfaz que van dirigidas a estaciones del otro dominio las

reenvía

– No alteran la trama (se mantienen las direcciones MAC origen y destino)

• Las colisiones no se propagan (dominios de colisión separados)
• La LAN resultado se comporta lógicamente como un solo segmento de forma

transparente para las estaciones

• El número de puentes entre dos estaciones no está limitado. Permite agrandar la

red más allá de los límites de Ethernet.
Pueden unir redes de diferente tecnología 802

•

13 Oct

Más Ethernet

4/12

Puentes y conmutadores

• Un conmutador Ethernet (switch, switching-hub) es básicamente un puente,

normalmente con más de 2 puertos

• Puede otorgar un camino conmutado entre cada par de estaciones para cada

trama

• Cada pareja tiene un canal dedicado con la capacidad total de la LAN
• Puede trabajar con multiples tramas al mismo tiempo
• Tipos

Store-and-forward

-
- Cut-through
HubHub

Switch
Switch

10Mbps
10Mbps

10Mbps
10Mbps

10Mbps
10Mbps

Medio compartido
Medio compartido
Capacidad total
Capacidad total

10Mbps
10Mbps

Medio conmutado
Medio conmutado

Capacidad total Nx10Mbps
Capacidad total Nx10Mbps

13 Oct

Más Ethernet

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3

Puente transparente o puente adaptativo

(Funcionamiento)

AA

BB

Puerto 1
Puerto 1

Puerto 3
Puerto 3

DD

EE

FF

Puerto 2
Puerto 2

CC

• Mantiene una lista de direcciones MAC asociada a cada uno de sus puertos
• Cuando ve una trama por un puerto:

- Apunta la dirección MAC origen de la trama en la lista asociada al puerto si no estaba ya.

Ahora sabe que esa máquina está en ese dominio.

- Si la dirección MAC destino es de broadcast reenvía la trama por todos los puertos

menos aquel por el que la recibió

- Si no, busca la dirección MAC destino 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)

13 Oct

Más Ethernet

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Puente transparente

(Ejemplo)
Puerto 3
Puerto 3

AA

BB

Puerto 1
Puerto 1

DD

EE

FF

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Acción
Acción

-
-

Envía por puerto 2 y 3
Envía por puerto 2 y 3

-
-

Envía por puerto 1 y 2
Envía por puerto 1 y 2
Envía por puerto 1
Envía por puerto 1

Envía por puerto 1 y 2
Envía por puerto 1 y 2
Envía por puerto 3
Envía por puerto 3

Suceso
Suceso

Arranca el puente
Arranca el puente

A envía a B
A envía a B

B envía a A
B envía a A

F envía broadcast
F envía broadcast

E envía a B
E envía a B

E envía a D
E envía a D
C envía a F
C envía a F

13 Oct

Puerto 2
Puerto 2

CC

Lista del
Lista del
puerto 1
puerto 1

Lista del
Lista del
puerto 2
puerto 2

Lista del
Lista del
puerto 3
puerto 3

-
-

A
A

A y B
A y B

A y B
A y B
A y B
A y B

A y B
A y B
A y B
A y B

Más Ethernet

-
-

-
-

-
-

-
-
-
-

-
-
C
C

-
-

-
-

-
-

F
F
E y F
E y F

E y F
E y F
E y F
E y F

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4

Puentes y conmutadores

(Problemas)

• Crean un solo dominio de broadcast

- A medida que aumenta el numero de estaciones conectadas

aumenta el porcentaje de tráfico que es de broadcast

- Generalmente este tráfico no es de datos sino de información de

control necesaria para algunos protocolos

- Solución: Separar los dominios de broadcast con Routers

• No debe haber bucles (closed-loops) en la

topología
- No permite redundancia en los enlaces
- Se crearían tormentas
- Solucion: romper los bucles, Spanning-Tree Protocol

13 Oct

Más Ethernet

8/12

Spanning-Tree Protocol (STP)

• Si se colocan formando un bucle y se envía una trama a una MAC

desconocida por los puentes o a broadcast...

Puente 1
Puente 1

Puente 2
Puente 2

Puente 2
Puente 2

Puente 1
Puente 1

Puente 3
Puente 3

Puente 4
Puente 4

• Para evitar eso los puentes emplean un protocolo (STP) que calcula un

árbol, desactivando los enlaces fuera del mismo

Puente 1
Puente 1

Puente 4
Puente 4

Puente 2
Puente 2

Puente 2
Puente 2

13 Oct

Puente 3
Puente 3

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Puente 1
Puente 1

Puente 3
Puente 3

Puente 4
Puente 4

Más Ethernet

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5

Ventajas e inconvenientes

• Ventajas

- Transparente para las estaciones
- Los puentes/conmutadores aíslan el tráfico de cada dominio de colisión

aumentando el ancho de banda total

- Permiten aumentar las distancias más allá de los límites de la tecnología LAN
- Pueden interconectar tecnologías muy diferentes (10BASE-T, 100BASE-TX,

Token Ring, FDDI... )

- Un conmutador puede mantener tráfico simultáneo entre pares de puertos

independientes

- Permiten tener caminos alternativos por si un puente falla (el camino

alternativo está desactivado emplendo STP hasta que hace falta)

•

Inconvenientes
- Todo se comporta como una sola LAN luego los broadcast deben llegar a todas

las máquinas

- En redes grandes el tráfico de broadcast puede ser elevado

13 Oct

Más Ethernet

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Híbrido repetidor/puente

• Se venden en el mercado concentradores 10/100
• Estos dispositivos soportan que se les conecte tanto a redes/interfaces a

10Mbps como a 100Mbps

• Ademas cada puerto se puede conectar independientemente a 10Mbps

o a 100Mbps

• No tiene sentido que actúen como repetidores dado que no se puede

crear un dominio de colisión para dos velocidades distintas

• Lo que se hace es crear dos dominios de colisión, uno con los puertos a
10Mbps y otro con los puertos a 100Mbps e interconectar ambos con
un puente

Puente
Puente

Puertos conectados a
Puertos conectados a
dispositivoss a 10Mbps
dispositivoss a 10Mbps

Puertos conectados a
Puertos conectados a
dispositivoss a 100Mbps
dispositivoss a 100Mbps

13 Oct

Más Ethernet

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6

Próxima clase

ARP

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Más Ethernet

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