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Transmisión de Datos1Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED TRANSMISIÓN.

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1 Transmisión de Datos1Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED Ángel Moreno Departamento de Automática Universidad de Alcalá de Henares

2 Transmisión de Datos2Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONTENIDO Repetidores (repeaters) Concentradores (hubs) Puentes (bridges) Conmutadores (switches) Encaminadores (routers)

3 Transmisión de Datos3Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática REPETIDORES Atenuación Características de los repetidores Dominio de colisiones Dominio de difusión

4 Transmisión de Datos4Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática REPETIDORES La señal se atenúa gradualmente con la distancia Los protocolos del nivel físico y de enlace especifican la longitud máxima y mínima del cable La atenuación es uno de los factores principales que limitan la longitud máxima Repetidores: extienden la longitud máxima del cable Amplifican la señal No suelen encontrarse aislados Labor puramente eléctrica Trabajan en el nivel físico de la red No filtran los datos que viajan por la red

5 Transmisión de Datos5Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática REPETIDORES Dominio de colisiones Grupo de ordenadores conectados por una red Si dos de ellos transmiten simultáneamente, se produce una colisión Dominio de difusión Grupo de ordenadores conectados por una o varias redes Si uno de ellos realiza una transmisión de difusión, llega a todos ellos Las características del protocolo también limitan la distancia máxima que puede recorrer una señal en un dominio de colisiones

6 Transmisión de Datos6Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES Características Pasivos Repetidores MAU de Token Ring Inteligentes Aislados, apilables y modulares

7 Transmisión de Datos7Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES Centro de cableado para una red en estrella Conecta un conjunto de equipos en un mismo dominio de colisiones El tráfico que llega a cualquiera de los puertos se propaga a todos los demás Puertos y hardware diferente en función del medio de red Puede disponer de LEDs para indicar existencia de dispositivo, tráfico o colisiones En Token Ring se denomina Unidad de acceso multiestación (MAU)

8 Transmisión de Datos8Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES

9 Transmisión de Datos9Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES Concentrador pasivo Conexiones de cable pasando a los demás puertos todas las señales que entran por cualquiera de ellos Opera a nivel físico No amplifica la señal Concentrador repetidor (repetidor multipuerto) A veces ajusta la señal en el tiempo Puede disminuir el rendimiento por el procesamiento Menor pérdida de paquetes y colisiones Cada uno de los cables puede tener la longitud máxima Se pueden conectar en árbol jerárquicamente Respetando el número máximo por trayecto

10 Transmisión de Datos10Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES MAU de Token Ring Topología lógica en anillo El tráfico de entrada se pasa a los puertos por turno Conmutadores para reconfigurar el anillo Ring-in, ring-out para extender la red Concentrador inteligente Integra posibilidades de administración SNMP o interfaz HTML Proporciona información acerca de los concentradores y equipos de la red conectados a ellos Permite detectar fallos en puertos y equipos

11 Transmisión de Datos11Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONCENTRADORES Concentradores aislados Entre 4 y 16 puertos. Pequeñas redes Puerto de enlace de subida: sin cruce de cables Conexiones para red troncal Concentradores apilables Mayores posibilidades de expansión Funcionalmente forman un concentrador mayor Una única unidad inteligente puede gobernarlos a todos Concentradores modulares Chasis para tarjetas con alimentación común Placa posterior de comunicación Admiten varias tecnologías simultáneamente

12 Transmisión de Datos12Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Características Locales De traducción Remotos Transparentes Algoritmo del árbol de expansión Encaminamiento en origen

13 Transmisión de Datos13Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Operan a nivel del Enlace de datos Varias interfaces de red, cada una con su propia MAC Filtrado de tramas Operan en modo promiscuo, leyendo todas las direcciones Si la trama es del mismo segmento la descartan Si no, la reenvían por el puerto adecuado Envían los mensajes de difusión por todos los puertos No reenvían nada hasta recibir toda la trama Mismo dominio de difusión, distintos dominios de colisiones Funciones de repetición de un concentrador

14 Transmisión de Datos14Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Locales Filtrado de paquetes y repetición Segmentos de red del mismo tipo (sub-nivel MAC) Ni traducción ni almacenamiento De traducción Conecta segmentos con velocidades o protocolos diferentes Se encapsulan de nuevo a sub-nivel LLC Mayor complejidad, coste y retardo No existe un estándar ampliamente aceptado Remotos Conecta segmentos de red unidos por WAN Minimiza el tráfico y adapta velocidades

15 Transmisión de Datos15Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Transparentes: tabla interna puertos - direcciones RedNodo A1 C5 B3 A2 B4 C6 RED A RED B RED C Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3 Nodo 4 Nodo 5 Nodo 6

16 Transmisión de Datos16Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Bucles de puentes Puentes redundantes por seguridad Entradas equivocadas en tablas Tormentas de difusión RED B RED A Nodo 1 Nodo 2

17 Transmisión de Datos17Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Algoritmo del árbol de expansión Original de DEC, estándar 802.1d del IEEE Se asigna un identificador a cada puente Se asigna un coste de trayecto e identificador por puerto Puente raíz: aquel de menor valor de identificador Coste de trayecto raíz Puente y puerto designado para cada segmento El resto de puentes del segmento permanece inactivo Proceso: intercambio de mensajes BPDU Inicialmente todos asumen que son puente raíz Según reciben mensajes tomas decisiones Periódicamente actualizan la información

18 Transmisión de Datos18Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática PUENTES Puentes con encaminamiento en origen Alternativa a los puentes transparentes en Token Ring El equipo origen determina la ruta hacia el destino y la incluye en cada trama Descubrimiento de rutas Tramas de difusión a todos los anillos Cada puente añade su indicador de trayecto a la trama El sistema destino trasmite una respuesta por trama Cuando llega al origen, selecciona la mejor ruta en función del tiempo, número de saltos o tamaño de trama Poco eficiente: mensajes de difusión y tablas de encaminamiento en todos los puentes Puentes transparentes con encaminamiento en origen

19 Transmisión de Datos19Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONMUTADORES Características Aplicaciones Conmutadores de envío inmediato Conmutadores de almacenamiento y reenvío Funcionamiento

20 Transmisión de Datos20Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONMUTADORES Puente multipuerto Cada puerto es un segmento de red independiente Sólo reenvía el tráfico por el puerto adecuado Conexión dedicada entre segmentos Con todo el ancho de banda Sin congestión ni colisiones Mayor seguridad al no ver el tráfico de otros segmentos Operan a Nivel del Enlace de datos Admiten cualquier protocolo de Nivel de Red Aprenden la topología de la red

21 Transmisión de Datos21Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONMUTADORES

22 Transmisión de Datos22Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONMUTADORES Conmutadores de envío inmediato Lee dirección MAC de una trama de entrada Busca la dirección en su tabla de reenvío Comienza a transmitir de inmediato Conmutadores de almacenamiento y reenvío Almacena una trama completa antes de reenviarla Comprueba CRC y otras condiciones de rendimiento Descarta las tramas con errores Conmutadores mixtos Almacenamiento y reenvío hasta un umbral de error Envío inmediato por encima del umbral

23 Transmisión de Datos23Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática CONMUTADORES Funcionamiento Conmutación de barras cruzadas (conmutación en matriz) Rejilla de conexiones entrada-salida Totalmente basado en hardware Utilización de búferes si la salida está ocupada Conmutación de memoria compartida Se almacenan en memoria los datos de entrada Conmutación con arquitectura de bus Se reenvía todo el tráfico a través de un bus común Multiplexación por división en el tiempo para garantizar acceso por igual al bus Cada puerto posee un búfer individual

24 Transmisión de Datos24Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Características Aplicaciones Funciones VLAN Conmutación de Nivel 3

25 Transmisión de Datos25Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Interconexión de LAN completamente independientes Operan en el Nivel de Red Selección inteligente de la mejor ruta de salida Pueden conectar redes distintas PDU del Protocolo del Nivel de red Eliminan la cabecera del protocolo del Nivel de Enlace Procesan la PDU del protocolo de Nivel de Red Encapsulan con el protocolo de Nivel de Enlace de datos de la red de salida Específicos del protocolo de Nivel de Red El más extendido es IP

26 Transmisión de Datos26Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Aplicaciones Básica: conectar redes y pasar tráfico entre ellas Conexión de dos LAN distantes por medio de una WAN WAN

27 Transmisión de Datos27Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Aplicaciones Conexión de muchas LAN a una red troncal Muchos equipos Redes distantes Diferentes medios físicos

28 Transmisión de Datos28Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Aplicaciones Combinación de las anteriores: acceso a Internet WANInternet ISP

29 Transmisión de Datos29Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Funciones Evaluar los paquetes que llegan de cualquiera de las redes conectadas y enviarlo hasta su destino a través de otra red Selecciona la red que proporciona la mejor ruta Menor número de saltos (hops) Posee información de las redes conectadas Tipo de red y protocolos que admite Tablas de encaminamiento: redes y equipos Dirección de Nivel de Red (Ej. Dirección IP) Descarte de paquetes: Tiempo de vida (saltos) Fragmentación y reensamblado de paquetes

30 Transmisión de Datos30Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES LAN virtual (VLAN) Grupo de equipos de una red conmutada que funcionan como una subred Revisten al armazón de la conmutación Encaminadores para la comunicación entre VLAN distintas Se crean con las direcciones MAC de los equipos Puertos dedicados para la conexión a los encaminadores Encaminamiento más lento que conmutación Conmuta siempre que puedas, encamina si no hay alternativa Configuración eficiente si, al menos, el 70% - 80% del tráfico es interno a la VLAN

31 Transmisión de Datos31Tema 5: Dispositivos de conexión de red Departamento de Automática ENCAMINADORES Conmutación de Nivel 3 También utiliza el concepto de VLAN Dentro de una VLAN, conmutación Para VLAN diferentes Establece la conexión por medio de los encaminadores Todo el tráfico posterior lo soportan los conmutadores Los conmutadores de nivel 3 combinan las funcionalidades de encaminador y conmutador en la misma unidad Mejores prestaciones que un encaminador estándar Optimizados para LAN y MAN, no para WAN Tecnología aún no consolidada Incompatibilidades entre fabricantes Gran potencial como solución de fututo


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