SWITCHES

ETHERNET CONMUTADA La topología clásica de Ethernet ha sido la de ETHERNET COMPARTIDA. En donde cualquier mensaje trasmitido es escuchado por todos los equipos conectados y el ancho de banda disponible es compartido por todos los equipos. Ethernet compartida DESVENTAJAS DE ETHERNET COMPARTIDA El método de acceso CSMA/CD no garantiza un tiempo de respuesta eficiente. El desempeño de la red esta en función del numero de dispositivos que se conectan. El trafico no debe exceder el 40 % del ancho de banda disponible.

ETHERNET CONMUTADA La ETHERNET CONMUTADA fue un desarrollo importante TOPOLOGIA Ethernet conmutada La topología física sigue siendo la de una estrella pero esta organizada alrededor de un switch. El switch utiliza mecanismos de filtrado y conmutación. VENTAJAS DE ETHERNET CONMUTADA SWITCH Reducción del dominio de colisión. Las tramas se envían solo a través del puerto correspondiente. Seguridad debido a que no se puede ver el trafico de otros usuarios.

ETHERNET CONMUTADA CONMUTACION: En las redes de comunicación, forma de establecer un camino entre dos puntos, un trasmisor y un receptor a través de nodos o equipos de trasmisión. La conmutación permite la entrega de la señal desde el origen hasta el destino requerido. Red conmutada SWITCH Nodo o equipo de trasmisión TRAMA ETHERNET Equipo Trasmisor Equipo Emisor Realiza la función de conmutación

El switch opera en la capa de enlace de datos Un switch es un dispositivo de red que funciona en la capa 2 del modelo OSI. Este dispositivo de red se encarga de transmitir los datos de un segmento a otro de acuerdo a la dirección MAC que tengan como destino las tramas Ethernet. TRAMA ETHERNET MODELO OSI Capas superiores MAC ORIGEN MAC DESTINO El switch opera en la capa de enlace de datos Capa de enlace de datos Trasmite de acuerdo a las direcciones MAC de la trama Ethernet Capa física ORIGEN DESTINO TRAMA ETHERNET MAC XX XX XX XX XX MAC YY YY YY YY YY YY Segmento A Segmento B

SWITCH Los switches se clasifican según su método de direccionamiento CONMUTACIÓN DE ALMACENAMIENTO Y ENVIÓ: Los switches de almacenamiento y envió guardan cada trama en un buffer (Memoria) antes del intercambio de información hacia el puerto de salida. Mientras la trama esta en el buffer, el switch calcula el CRC (Control de redundancia cíclica) si esta esta en orden encamina la trama hacia el puerto de salida de lo contrario la descarta. Buffer VENTAJA Asegura operaciones sin error y aumenta la confianza en la red Calculo del CRC Ingreso de la trama memoria Puerto de salida DESVENTAJA TRAMA ETHERNET RED LAN Requiere mas tiempo ya que guarda y chequea la trama y cuanto mayor es la trama mayor será el retardo RED LAN

Determina el puerto asociado a esa MAC SWITCH CONMUTACIÓN POR MÉTODO DE CORTE En este método se leen los 6 primeros Bytes después del preámbulo, la dirección MAC de destino se encuentra en estos Bytes. El switch determina la dirección MAC en su tabla de conmutación determina el puerto de la interfaz de salida y envía la trama Determina el puerto asociado a esa MAC VENTAJA Tabla de conmutación MAC Puerto 12 34 56 AB CD FF P1 TRAMA ETHERNET Disminuye el tiempo en que la trama es procesada y envida por el switch MAC de destino 12 34 56 AB CD FF DESVENTAJA Analiza la MAC de destino No detecta tramas causadas por colisiones ni errores por CRC, en consecuencia entre mayor sea el numero de colisiones mayor será el ancho de banda consumido al encaminar las tramas erróneas p1 MAC 12 34 56 AB CD FF p2

SWITCH DE CORTE ADAPTATIVO CONMUTACIÓN POR CORTE ADAPTATIVO La conmutación por corte adaptativo utiliza ambos tipos de conmutación. Cualquiera de los dos puede ser activado por el administrador, o el switch puede escoger entre los dos métodos, basado en el numero de tramas con error que pasan por los puertos. El switch cambia de tipo de conmutación cuando el numero de tramas alcanza cierto nivel pasando de método de corte a almacenamiento y envió y regresando al método de corte cuando la red se normalice. Inicialmente el switch utiliza método de corte Tabla de conmutación MAC puerto TRAMAS ETHERNET ERRONEAS SWITCH DE CORTE ADAPTATIVO TRAMA Asocia en la tabla Analiza la MAC de destino Cuando se alcanza el nivel de tramas erróneas pasa a método de almacenamiento y envió Buffer El numero de tramas erróneas aumenta, el switch cambia el tipo de conmutación, cuando la red se normalice regresa al estado inicial TRAMA Puerto de salida Memoria CRC

SWITCH Otra clasificación es de acuerdo a la segmentación de las sub-redes. SWITCHES DE CAPA 2 Son los switches tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. Basan su decisión de envió en la dirección MAC de destino que contiene cada trama. Su decisión de envío se basa en la MAC de cada trama RED LAN Multi-puertos TRAMA SWITCH DE CAPA 2 Dominio de colisión para cada enlace

SWITCH SWITCHES DE CAPA 3 Son los switches que además de las funciones de capa 2, incorporan ciertas funciones de enrutamiento los switches de capa 3 posibilitan la comunicación entre las diversas VLANs sin la necesidad de utilizar un router externo Encamina trama entre las diferentes VLANs RED LAN VLAN A VLAN B TRAMA SWITCH DE CAPA 3 Conserva las Funciones de capa 2

SWITCH SWITCHES DE CAPA 4 Están en el mercado hace poco tiempo, muchas veces son llamados de Layer 3+ o Layer 3 plus. Básicamente, incorporan las funciones de un switch de capa 3 y la habilidad de implementar las políticas y filtros a partir de informaciones de la capa 4 o superiores, como puertos TCP/UDP, SNMP,FTP, etc. Switches y el modelo OSI Modelos OSI Capa de transporte y superiores Políticas y filtros a partir de puertos TCP/UDP,SNMP,FTP, etc. Enrutamiento entre los switches, posibilita la comunicación entre VLANs Capa de red Divide la LAN en múltiples dominios de colisión Capa física Switch de capa 4 Switch de capa 3 Switch de capa 2 Capa de enlace de datos

DOMINIO DE COLISIÓN ¿Qué es una colisión? Una colisión en Ethernet es el resultado, de dos nodos que trasmiten de forma simultanea tramas las cuales chochan y se dañan cunado se encuentran en el medio físico. Colisión Ethernet EQUIPO A EQUIPO B COLISIÓN Trama A Trama B

DOMINIO DE COLISIÓN ¿Qué es un dominio de colisión? El área de red donde se originan las tramas y se producen las colisiones se denomina DOMINIO DE COLISIÓN. Cuando un host se conecta a un puerto del switch, el switch crea una conexión dedicada. Esta conexión se considera como un dominio de colisión individual, dado que el trafico se mantiene separado de cualquier otro y por consiguiente, se elimina la posibilidad de colisiones Los switches y las colisiones Los switches reducen las colisiones y permiten una mejor utilización del ancho de banda en los segmentos de red, ya que ofrece un ancho de banda dedicado para cada segmento de red. Dominio de colisión individual Dominio de colisión individual

DOMINIO DE BROADCAST ¿Qué es un broadcast? Un broadcast es un paquete de datos que se envía a todo los nodos de la red. Los broadcast se identifican a través de una dirección de broadcast. Broadcast TRAMA BROADCAST RED LAN Se envía a todos los nodos de la LAN TRAMA BROADCAST TRAMA BROADCAST MAC de Destino FF FF FF FF FF FF Dirección de broadcast

DOMINIO DE BROADCAST ¿Qué es un dominio de broadcast? Es un conjunto de todos los dispositivos que reciben tramas de broadcast que se originan en cualquier dispositivo del conjunto. Los conjuntos de broadcast generalmente están limitados por ROUTERS dado que estos no envía tramas de broadcast Switches y broadcast Cuando un switch recibe una trama de broadcast la reenvía a cada uno de sus puertos excepto al puerto entrante en el que el switch recibió esa trama. Cada equipo conectado reconoce la trama broadcast y la procesa. Esto provoca una disminución en la eficiencia de la red dado que el ancho de banda se utiliza para propagar el trafico de broadcast TRAMA TRAMA TRAMA Dominio de broadcast

Dominio de broadcast simple Si bien los switches filtran la mayoría de tramas según las direcciones MAC, no hacen lo mismo con las tramas de broadcast. Para que otro switches de la LAN obtengan tramas de broadcast, estas deben ser reenviadas por switches. Una serie de switches interconectados forma un dominio de broadcast simple. Solo una entidad de capa 3, como un ROUTER o una VLAN, puede detener un dominio de broadcast VLAN B Domino de broadcast Dominio de broadcast simple VLAN A Domino de broadcast

FUNCIONAMIENTO Funciones Los switches realizan cinco funciones básicas. Funciones FUNCIONES: Aprendizaje Actualización Inundación Reenvió selectivo Filtrado Switch

FUNCIONAMIENTO Ejemplo: HOST B MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE Puerto 2 Al iniciar el switch la tabla de direcciones MAC esta vacía Puerto 1 Tabla MAC MAC Puerto HOST A MAC FA 12 34 BC 25 89

HOST B MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE Puerto 2 Tabla MAC MAC El switch lee la dirección MAC de origen , de la trama recibida por el puerto y la almacena en la tabla de direcciones MAC para utilizarla en el envió de tramas del HOST A MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE Puerto 2 Tabla MAC MAC Puerto FA 12 34 BC 25 89 Puerto 1 Puerto 1 HOST A MAC FA 12 34 BC 25 89 Trama Ethernet MAC Destino MAC Origen Supongamos que el HOST A envía datos al HOST B. la trama enviada contiene la dirección MAC de origen y la dirección MAC de destino.

El switch al no tener en su tabla la dirección MAC de destino, el dispositivo inunda la trama desde todos los puertos excepto el puerto del HOST A HOST B MAC FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2 RED LAN SIMPLE TRAMA Puerto 3 Puerto 1 TRAMA Puerto n TRAMA Todos los host conectados al switch reciben la trama pero si la dirección MAC de destino no coincide con la dirección de estos, descartan la trama HOST A MAC FA 12 34 BC 25 89

HOST B MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE TRAMA TRAMA Puerto 2 Cuando el HOST B recibe la trama la acepta y le envía al HOST A una trama que contiene una respuesta. La dirección MAC de origen en la trama es la dirección MAC del HOST B y la dirección MAC de destino coincide con la dirección MAC del HOST A MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE TRAMA DE RESPUESTA TRAMA TRAMA El switch lee la dirección MAC de origen de la trama recibida por el puerto del HOST B y la almacena en la tabla MAC para utilizarla en el reenvió de tramas del HOST B Puerto 2 TRAMA DE INUNDACIÓN Tabla MAC MAC Puerto FA 12 34 BC 25 89 Puerto 1 FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2

HOST B MAC FA 1D 35 BC 95 19 RED LAN SIMPLE Puerto 2 Tabla MAC MAC Cuando este proceso se completa el switch ya envía selectivamente las tramas solo desde el puerto del HOST A con dirección MAC de destino del HOST B la cual coincide con este y host acepta la trama Puerto 2 Tabla MAC MAC Puerto FA 12 34 BC 25 89 Puerto 1 FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2 Puerto 1 TRAMA HOST A MAC FA 12 34 BC 25 89