De los hubs a las VLAN

Uso de los hubs Dispositivos de capa 1 Económico Se entra por un puerto, se sale por los demás Un dominio de colisión Un dominio de broadcast

Hub 1 172.30.1.21 172.30.1.24 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 Hub único Ÿ Una red (Dirección de red IP - normalmente) Ÿ Un dominio de colisión Ÿ Un dominio de broadcast Funciona bien con grupos de trabajo pequeños, pero no se adapta a grupos de trabajo más grandes o tráfico pesado

Hub 1 172.30.1.21 172.30.1.24 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 Hub único - Dos subredes Ÿ Dos subredes Ÿ Un dominio de colisión Ÿ Un dominio de broadcast ¿Y si los computadores estuvieran en dos subredes diferentes? ¿Se podrían comunicar dentro de su propia subred? Sí ¿Entre subredes? No, necesitan un router.

Los mismos aspectos anteriores, con mayor impacto sobre la red. Hub 1 172.30.1.21 Hub 2 255.255.255.0 172.30.1.27 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 255.255.255.0 Todos los hubs 172.30.1.24 Ÿ Una dirección de red 255.255.255.0 172.30.1.26 Ÿ Un dominio de colisión 172.30.1.25 255.255.255.0 Ÿ Un dominio de broadcast 255.255.255.0 Los mismos aspectos anteriores, con mayor impacto sobre la red.

Uso de los switches Dispositivos de capa 2 Gasto moderado para switches de acceso común, pero pueden ser muy costosos. El filtrado de la capa 2 se basa en las direcciones MAC destino y la tabla de direcciones origen Un dominio de colisión por puerto Un dominio de broadcast

Dos circuitos virtuales: (tablas SAT completas) Tráfico de datos desde 172.30.1.24 a 172.30.1.25 y desde 172.30.1.26 a 172.30.1.27 Hub Switch 172.30.1.21 255.255.255.0 172.30.1.27 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 255.255.255.0 Red de switch y hub 172.30.1.24 Ÿ Una red 255.255.255.0 Ÿ Varios dominios de colisión 172.30.1.26 172.30.1.25 255.255.255.0 Ÿ Uno por puerto de switch 255.255.255.0 Ÿ Uno para todo el hub Ÿ Un dominio de broadcast

En contraste con el hub: Tráfico de datos desde 172.30.1.21 a 172.30.1.22 y desde 172.30.1.23 a 172.30.1.24 ¡Colisión! Hub Switch 172.30.1.21 255.255.255.0 172.30.1.27 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 255.255.255.0 Red de switch y hub Ÿ Una red 172.30.1.24 255.255.255.0 Ÿ Varios dominios de colisión 172.30.1.26 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.25 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Uno para todo el hub Ÿ Un dominio de broadcast

Colisiones y switches: Lo que ocurre cuando dos dispositivos en un switch envían datos a otro dispositivo en el switch. 172.30.1.24 a 172.30.1.25 y 172.30.1.26 a 172.30.1.25 Hub Switch 172.30.1.21 255.255.255.0 172.30.1.27 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 255.255.255.0 Red de switch y hub Ÿ Una red 172.30.1.24 255.255.255.0 Ÿ Varios dominios de colisión 172.30.1.26 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.25 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Uno para todo el hub Ÿ Un dominio de broadcast

El switch mantiene las tramas en la memoria del búfer y coloca en cola el tráfico para el host 172.30.1.25. Esto significa que los hosts emisores no tienen conocimiento sobre las colisiones y no necesitan volver a enviar las tramas. Hub Tramas en búfer 172.30.1.21 255.255.255.0 Switch 172.30.1.27 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.1.22 255.255.255.0 Red de switch y hub Ÿ Una red 172.30.1.24 255.255.255.0 Ÿ Varios dominios de colisión 172.30.1.26 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.25 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Uno para todo el hub Ÿ Un dominio de broadcast

Otras características de la conmutación Repaso Puertos asimétricos: 10 Mbps y 100 Mbps Puertos de full-duplex Conmutación por método de corte frente a conmutación por almacenamiento y envío

Los puertos entre switches y los puertos de servidores son los más adecuados para puertos de ancho de banda más elevado (100 Mbps) y puertos de full-duplex. Switch 1 172.30.1.21 255.255.255.0 Switch 2 172.30.1.28 172.30.1.22 172.30.1.23 172.30.1.24 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Red totalmente conmutada Ÿ Una red 172.30.1.25 255.255.255.0 Ÿ Varios dominios de colisión 172.30.1.27 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.26 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Un dominio de broadcast

Presentación de múltiples subredes o redes sin routers Los switches son dispositivos de Capa 2 Los routers son dispositivos de Capa 3 Los datos entre subredes/redes deben pasar a través de un router.

Una red conmutada con dos subredes: ¿Cuáles son los aspectos a tener en cuenta? ¿Los datos pueden transmitirse dentro de la subred? Sí ¿Los datos pueden transmitirse entre subredes? No, necesitan un router. ¿Cuál es el impacto de un broadcast de capa 2, como una petición ARP? Petición ARP Switch 1 172.30.1.21 255.255.255.0 Switch 2 172.30.2.16 172.30.2.10 172.30.1.23 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Red totalmente conmutada - Dos redes Ÿ Dos subredes 172.30.1.25 Ÿ Varios dominios de colisión 255.255.255.0 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.27 172.30.2.14 255.255.255.0 Ÿ Un dominio de broadcast 255.255.255.0

Todos los dispositivos detectan la petición ARP Todos los dispositivos detectan la petición ARP. Un dominio de broadcast significa que los switches inundan todos los broadcasts desde todos los puertos, salvo el puerto entrante. Los switches no conocen la información de la capa 3 contenida en la petición ARP. Esto consume ancho de banda en la red y ciclos de procesamiento en los hosts. Switch 1 172.30.1.21 255.255.255.0 Switch 2 172.30.2.16 172.30.2.10 172.30.1.23 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Red totalmente conmutada - Dos redes Ÿ Dos subredes 172.30.1.25 Ÿ Varios dominios de colisión 255.255.255.0 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.1.27 172.30.2.14 255.255.255.0 Ÿ Un dominio de broadcast 255.255.255.0

Una solución: Separar físicamente las subredes. Pero todavía los datos no pueden viajar entre las subredes. ¿Cómo podemos hacer que los datos viajen entre las dos subredes? Switch 1 172.30.1.21 255.255.255.0 Switch 2 172.30.2.16 172.30.1.23 172.30.1.25 172.30.1.26 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Dos redes conmutadas Ÿ Dos subredes 172.30.2.10 Ÿ Varios dominios de colisión 255.255.255.0 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.2.14 172.30.2.12 255.255.255.0 Ÿ Dos dominios de broadcast 255.255.255.0

Presentación de múltiples subredes/redes con routers Los switches son dispositivos de Capa 2 Los routers son dispositivos de Capa 3 Los datos entre subredes/redes deben pasar a través de un router.

Red enrutada: Dos dominios de broadcast separados, porque el router no envía broadcasts de la capa 2, como las peticiones ARP. Switch 1 172.30.1.1 255.255.255.0 172.30.1.21 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 Router Switch 2 172.30.2.16 172.30.1.23 172.30.1.25 172.30.1.26 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Redes enrutadas Ÿ Dos subredes 172.30.2.10 Ÿ Varios dominios de colisión 255.255.255.0 Ÿ Uno por puerto de switch 172.30.2.14 172.30.2.12 255.255.255.0 Ÿ Comunicación entre subredes 255.255.255.0

Switches con múltiples subredes Hasta ahora esto ha sido un repaso. Veamos qué sucede cuando tenemos dos subredes en un solo switch y queremos enrutar entre las dos subredes.

Router-on-a-stick: La utilización de una sola interfaz para enrutar entre subredes o rees se conoce como "router-on-a-stick" (router en un palo). Para asignar múltiples direcciones ip a la misma interfaz, se utilizan direcciones secundarias o subinterfaces . Router interfaz e 0 dirección ip 172.30.1.1 255.255.255.0 dirección ip 172.30.2.1 255.255.255.0 secundaria 172.30.1.1 172.30.2.1 sec. 255.255.255.0 Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 Redes enrutadas 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

Router-on-a-stick: Ventaja Resulta útil cuando hay interfaces Ethernet limitadas en el router. Desventajas Como se usa un solo enlace para conectar múltiples subredes, un enlace debe transportar el tráfico para múltiples subredes. Debe asegurarse de que este enlace pueda controlar el tráfico. Puede ser necesario usar un enlace de alta velocidad (100 Mbps) y full-duplex.

Es necesario 1. Acordarse de establecer el gateway por defecto correcto para cada host. host de la red 172.30.1.0 - el gateway por defecto es 172.30.1.1 host de la red 72.30.2.0 - el gateway por defecto es 172.30.2.1 2. El router todavía debe enrutar entre subredes, de manera que se debe incluir: Router (config)# router rip Router (config-router)# network 172.30.0.0

Múltiples interfaces: Se pueden usar dos puertos de router Ethernet en lugar de uno. Sin embargo, esto puede ser difícil si no se dispone de suficientes puertos Ethernet en su router. E0 E1 Router 172.30.1.1 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 Redes enrutadas 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

Un switch dos subredes: Ventaja: Los datos pueden viajar entre subredes y tenemos dos dominios de broadcast diferentes. Desventaja: Los hosts están en diferentes subredes, pero en un solo dominio de broadcast de capa 2. Router 172.30.1.1 172.30.2.1 sec 255.255.255.0 Petición ARP Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 Redes enrutadas 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

Comunicación entre subredes Una petición ARP desde 172.30.1.21 para 172.30.1.23 será vista aún por todos los hosts en el switch. El switch es un dispositivo de capa 2 e inunda con tráfico de broadcast desde todos los puertos, salvo el puerto entrante. Router 172.30.1.1 172.30.2.1 sec 255.255.255.0 Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 Redes enrutadas 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

Presentación de las VLAN Las VLAN crean dominios de broadcast separados Los routers son necesarios para transmitir la información entre diferentes VLAN Las VLAN no son necesarias para que haya distintas subredes separadas en una red conmutada pero, como veremos, ofrecen varias ventajas en determinados casos como, por ejemplo, en los broadcasts de la capa de enlace de datos (Capa 2) .

Switch 1 Dos VLAN Ÿ Dos subredes Control de broadcast de la capa 2: Una petición ARP desde 172.30.1.21 para 172.30.1.23 será detectada sólo por hosts en esa VLAN. El switch inunda con tráfico de broadcast pero sólo desde los puertos que pertenencen a esa VLAN en particular, en este caso VLAN 1. Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Dos VLAN Ÿ Dos subredes

Switches de VLAN de puerto central Recuerde que, como Administrador de Red, su tarea es asignar puertos de switch a la VLAN correspondiente. Esta tarea sólo se ejecuta en el switch y no en el host. Nota: Los diagramas siguientes muestran la VLAN debajo del host, pero en realidad está asignada dentro del switch. 1 2 3 4 5 6 . Puerto 1 2 1 2 2 1 . VLAN

Catalyst 1900 - Configuración de pertenencia a la VLAN [M] Tipo de pertenencia [V] Asignación de VLAN [R] Reconfirmar la pertenencia dinámica [X] Salir al menú anterior Introducir la selección: Puerto VLAN Tipo de pertenencia 1 Estático 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 AUI A B

Ÿ Ÿ Switch 1 Control de broadcast de la capa 2: Sin las VLAN, la petición ARP sería detectada por todos los hosts. Nuevamente, se consume ancho de banda de red innecesario y ciclos de procesamiento de host. Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 Sin VLAN Ÿ Lo mismo que una sola VLAN Ÿ Dos subredes

Con VLAN: Los datos sólo fluyen dentro de la VLAN. Recuerde que los switches son dispositivos de Capa 2 y sólo pueden transmitir tráfico dentro de la VLAN. Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Dos VLAN Ÿ Dos subredes

Puerto de switch: Identificador de VLAN 1 2 3 4 5 6 . Puerto 1 2 1 2 2 1 . VLAN

Con VLAN: Un switch no puede enrutar datos entre diferentes VLAN. Ejemplo: Datos desde 172.30.1.21 a 172.30.2.12 Switch 1 Puerto de switch: Identificador de VLAN X 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Dos VLAN Ÿ Dos subredes

Es necesario Recordar que los identificadores de VLAN (números) son asignados al puerto de switch y no al host. (Switches de VLAN de puerto central). Debe asegurarse de que todos los hosts de la misma subred pertenezcan a la misma VLAN, o se producirán problemas. Hosts en la subred 172.30.1.0/24 - VLAN 1 Hosts en la subred 172.30.2.0/24 - VLAN 2 etc.

El enrutamiento y las VLAN En el ejemplo anterior los datos pueden viajar dentro de la VLAN, pero no entre las VLAN. Al igual que las subredes, un router es necesario para enrutar la información entre diferentes VLAN. La ventaja es que el switch propaga tráfico de broadcast sólo dentro de la VLAN.

Comunicación entre las VLAN Ÿ NOTA : VLAN asignadas sólo a los puertos Los datos entre las VLAN se enrutan a través del router. Los datos desde 172.30.1.21 a 172.30.2.12 172.30.1.1 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 Router VLAN 2 Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 VLAN 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre las VLAN Ÿ NOTA : VLAN asignadas sólo a los puertos

Es necesario 1. Acordarse de establecer el gateway por defecto correcto para cada host. host de la red 72.30.1.0 - el gateway por defecto es 172.30.1.1 hosts de la red 72.30.2.0 - el gateway por defecto es 172.30.2.1 2. El router todavía debe enrutar entre subredes, de manera que se debe incluir: Router (config)# router rip Router (config-router)# network 172.30.0.0 3. Los puertos del switch al router deben tener el identificador de VLAN correspondiente a esa subred. El puerto de switch a 172.30.1.1 debe estar en la VLAN 1 El puerto de switch a 172.30.2.1 debe estar en la VLAN 2

Puerto de switch: Identificador de VLAN (Identificador de VLAN no establecido en el router). 172.30.1.1 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 (VLAN 1) Router (VLAN 2)

De manera que, ¿cuál es la diferencia? Una de las principales diferencias entre subredes con VLAN y las subredes sin VLAN en redes conmutadas es que las VLAN ofrecen control de broadcast de capa 2 .

El siguiente es un ejemplo de petición ARP sin VLAN. Router 172.30.1.1 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 Petición ARP Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 255.255.255.0 255.255.255.0 Redes enrutadas Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

El siguiente es un ejemplo de petición ARP con VLAN El siguiente es un ejemplo de petición ARP con VLAN. Observe que el broadcast se aísla sólo en la VLAN de la que vino, en este caso VLAN 1. Router 172.30.1.1 172.30.2.1 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 Petición ARP Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 VLAN 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre las VLAN Ÿ NOTA: VLAN asignadas sólo a los puertos

¿Puedo usar el método de Router-on-a-stick con múltiples VLAN? ¿Puede recordarme qué es un Router-on-a-stick?

¿Qué es un Router-on-a-stick? Cuando se usa una sola interfaz para enrutar entre subredes o redes, esto se conoce como "router-on-a-stick" (router en un palo). Para asignar múltiples direcciones ip a la misma interfaz, se utilizan direcciones o subinterfaces secundarias. Router interfaz e 0 dirección ip 172.30.1.1 255.255.255.0 dirección ip 172.30.2.1 255.255.255.0 secundaria 172.30.1.1 172.30.2.1 sec 255.255.255.0 Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 172.30.2.10 172.30.1.23 Redes enrutadas 255.255.255.0 255.255.255.0 Ÿ Dos subredes Ÿ Comunicación entre subredes

La comunicación entre las VLAN utilizando enlace troncal Ÿ NOTA Con un Router-on-a-stick, se necesita un enlace troncal ISL u 802.1Q. Hablaremos acerca del etiquetado y el enlace troncal en la sección siguiente. 172.30.1.1 172.30.2.1 secundaria Router 255.255.255.0 ISL de enlace troncal o 802.1Q ISL de enlace troncal o 802.1Q Switch 1 172.30.1.21 172.30.2.12 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 1 VLAN 2 172.30.2.10 172.30.1.23 VLAN 255.255.255.0 255.255.255.0 VLAN 2 VLAN 1 Ÿ Dos subredes Ÿ La comunicación entre las VLAN utilizando enlace troncal Ÿ NOTA : VLAN asignadas sólo a los puertos

Switches sin etiquetado Veamos primero cómo múltiples VLAN se interconectan mediante switches que no tienen capacidad de etiquetado.

Moe 1 2 1 2 Larry Switches sin etiquetado Cada VLAN debe contar con un enlace entre los dos switches. Asegúrese de que los puertos de switches estén configurados para la VLAN correspondiente. Puertos 100BaseT Puerto 1 = VLAN 1 y Puerto 2 = VLAN 2 Moe 1 2 VLAN 1: El puerto 1 en el switch Moe se conecta al puerto 1 en el switch Larry. VLAN 2: El puerto 2 en el switch Moe se conecta al puerto 2 en el switch Larry. 1 2 Larry Puerto 1 = VLAN 1 & Puerto 2 = VLAN 2

Ventajas Cada VLAN tiene su propio enlace dedicado con su propio ancho de banda. Desventajas Esto requiere un enlace separado para cada VLAN. Es posible que no haya puertos suficientes en el switch para utilizar muchas VLAN diferentes.