INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE FELIPE CARRILLO PUERTO
UNIDAD ACADÉMICA TULUM
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
7mo SEMESTRE
CONMUTACIÓN Y ENRUTAMIENTO DE REDES DE DATOS. TEMA 2: CONMUTACION DE REDES LAN
ALUMNO: RUBEN ISAI VAZQUEZ DE LEON
DOCENTE: DORIS SURISADAY PERAZA ROJAS
INVESTIGACIÓN DE LA UNIDAD
01-10-2016
CONTENIDO INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................
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2.1 DOMINIO DE COLISIÓN Y DOMINIO DE BROADCAST .................................................. 4 -
Dominio De Colisión .................. ................. .................. ................. .................. ................. ....... 4
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Dominio De Broadcast ............................................................................................................
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Latencia ......................................................................................................................................
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2.2 TIPOS DE CONMUTACION LAN ........................................................................................... 6 -
A. Almacenar Y Enviar (Store And Forward) ....................................................................
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B. Cortar Y Enviar (Cut-Through).........................................................................................
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C. Cortar Y Enviar Modificado (Fragmentfree, Cut-Through Modificado) ................. 7
2.3 TECNOLOGÍAS DE CONMUTACIÓN LAN (VLAN, VTP), WAN (ATM, MPLS) ........... 8 -
Componentes ............................................................................................................................
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Vlan ..............................................................................................................................................
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Vtp ..............................................................................................................................................
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Servidor ....................................................................................................................................
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Cliente .......................................................................................................................................
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Transparente ...........................................................................................................................
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Wan ............................................................................................................................................
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Atm .............................................................................................................................................
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Mpls ...........................................................................................................................................
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CONCLUSIÓN ................................................................................................................................
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INTRODUCCIÓN En esta unidad se tratara lo que la conmutación de redes LAN es y lo que esta implica, para se tiene que un Conmutador ( s witch ) es el dispositivo digital lógico de interconexión de equipos que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red y eliminando la conexión una vez finalizada esta. Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples tramos de una red, fusionándolos en una sola red. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red y solo retransmiten la información hacia los tramos en los que hay el destinatario de la trama de red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local (LAN).
2.1 DOMINIO DE COLISIÓN Y DOMINIO DE BROADCAST Dominio De Colisión Un dominio de colisión es un segmento Físico de una red de ordenadores donde es posible que los paquetes puedan “colisionar” (interferir) con otros. Estas colisiones se dan particularmente en el protocolo de red Ethernet. A medida que aumenta el número de nodos que pueden transmitir en un segmento de red, aumentan las posibilidades de que dos de ellos transmitan a la vez. Esta transmisión simultánea ocasiona una interferencia entre las señales de ambos nodos, que se conoce como colisión. Conforme aumenta el número de colisiones disminuye el rendimiento de la red. Un dominio de colisión puede estar constituido por un solo segmento de cable Ethernet en una Ethernet de medio compartido, o todos los nodos que afluyen a un concentrador Ethernet en una Ethernet de par trenzado, o incluso todos los nodos que afluyen a una red de concentradores y repetidores.
El rendimiento de una red puede ser expresado como
Dispositivos con dominios de colisión A partir de las capas del modelo OSI es posible determinar qué dispositivos extienden o componen los dominios de colisión.
Los dispositivos de la capa 1 OSI (como los concentradores y repetidores) reenvían todos los datos transmitidos en el medio y por lo tanto extienden los dominios de colisión.
Los dispositivos de la capa 2 y 3 OSI (como los conmutadores) segmentan los dominios de colisión.
Los dispositivos de la capa 3 OSI (como los routers) segmentan los dominios de colisión y difusión.
Con Ethernet, si se tienen más de cuatro concentradores en una red, entonces probablemente ya se ha extendido el dominio de colisión más de lo deseado.
Dominio De Broadcast Un Dominio de Broadcast o dominio de difusión es un área lógica en una red de ordenadores en la que cualquier ordenador conectado a la red puede transmitir directamente a cualquier otro en el dominio sin precisar ningún dispositivos de encaminamiento, dado que comparten la misma subred, dirección de puerta de enlace y están en la misma VLAN, (VLAN por defecto o instalada). De forma más específica es un área de una red de ordenadores formada por todos los ordenadores y dispositivos de red que se pueden alcanzar enviando una trama a la dirección de difusión de la capa de enlace de datos. Se utilizan encaminadores para segmentar los dominios de difusión.
Latencia En redes informáticas de datos se denomina latencia a la suma de retardos temporales dentro de una red. Un retardo es producido por la demora en la propagación y transmisión de paquetes dentro de la red.
Otros factores que influyen en la latencia de una red son:
El tamaño de los paquetes transmitidos.
El tamaño de los buffers dentro de los equipos de conectividad. Ellos pueden producir un Retardo Medio de Encolado.
Hay latencia en tecnologías de uso musical, como los transformadores de mp3 a vinilos análogos, siempre el traspaso de información de un mecanismo a otro va a sufrir de este retardo, que normalmente está estimado en milisegundos (1/1,000 s) en algunos casos pequeño, en otro más notorio. La latencia en el sentido del audio digital está directamente relacionada con la tarjeta de audio, esto se debe a que dicha tarjeta no es compatible con ASIO (Audio Stream Input Output). Un punto muy importante es que siempre va a haber cierta latencia, aun cuando se hable de latencia cero, la cuestión es que esta es imperceptible (3 ms aprox.) En general se refiere al tiempo que dura en llegar una acción desde su punto de inicio hasta su “punto de fuga”, es decir cuando la acción se consuma.
Hoy en día, sistemas como el Serato scratch ha disminuido casi al mínimo el problema de latencia, dando resultados satisfactorios al momento de mezclar mp3 o scratching como dj.
2.2 TIPOS DE CONMUTACION LAN Son las formas en que un switch recibe una trama y lo reenvía. Se tienen los siguientes tipos de conmutación:
A. Almacenar Y Enviar (Store And Forward), la trama completa es recibida en los buffers del switch, se hace una comprobación de redundancia cíclica (CRC) para verificar tramas corruptas, si se encuentra un error la trama es descartada (trama corrupta). También son descartadas las tramas pequeñas (runt, menores a 64 bytes), o las tramas grandes (giant, mayores a 1518 bytes). Si la trama no contiene ningún error se obtiene la dirección MAC destino, buscándola en la tabla de filtrado
de direcciones, para ser reenviada. Soporta distintas velocidades en los puertos del switch. La latencia del switch es más larga (Latencia = tiempo de la trama más larga + el tiempo de proceso). Ver figura 7.
B. Cortar Y Enviar (Cut-Through), el switch empieza a retransmitir la trama antes de recibirla por completo. Obtiene solo la dirección MAC origen de la trama, esta es buscada en la tabla de filtrado de direcciones, para ser reenviado. No realiza la comprobación de redundancia cíclica, tampoco una verificación de tramas runt ni giant. La latencia del switch es reducida. Es más usado en redes que operan a una misma velocidad. Ver figura 8.
C. Cortar Y Enviar Modificado (Fragmentfree, Cut-Through Modificado) , en vez de tomar como el cut-through solo la dirección MAC (6 bytes), este toma los primeros 64 bytes. Evita tramas runts (resultado de colisiones), desechándolos. No controla tramas giants. Ver figura 9.
2.3 TECNOLOGÍAS DE CONMUTACIÓN LAN (VLAN, VTP), WAN (ATM, MPLS) Componentes Servidor : el servidor es aquel o aquellas computadoras que van a compartir
sus recursos hardware y software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
Estación de trabajo: las computadoras que toman el papel de estaciones de
trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.
Gateways o pasarelas: es un hardware y software que permite las
comunicaciones entre la red local y grandes computadoras (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etcétera) a los de la red, y viceversa.
Bridges o puentes de ref : es un hardware y software que permite que se
conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.
Tarjeta de red: también se denominan NIC ( Network Interface Card ).
Básicamente realiza la función de intermediario entre la computadora y la red de
comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con la computadora se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.
El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los
componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, cable coaxial y la fibra óptica (cada vez en más uso esta última).
Concentradores de cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de
red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar.
Vlan Una VLAN, acrónimo de virtual LAN (red de área local virtual ), es un método para crear redes lógicas independientes dentro de una misma red física.1 Varias VLAN pueden coexistir en un único conmutador físico o en una única red física. Son útiles para reducir el tamaño del dominio de difusión y ayudan en la administración de la red, separando segmentos lógicos de una red de área local (los departamentos de una empresa, por ejemplo) que no deberían intercambiar datos usando la red local (aunque podrían hacerlo a través de un enrutador o un conmutador de capa 3 y 4). Una VLAN consiste en dos o más redes de computadoras que se comportan como si estuviesen conectados al mismo PCI, aunque se encuentren físicamente conectados a diferentes segmentos de una red de área local (LAN). Los administradores de red configuran las VLAN mediante software en lugar de hardware, lo que las hace extremadamente fuertes.
Vtp VTP son las siglas de VLAN Trunking Protocol, un protocolo de mensajes de nivel 2 usado para configurar y administrar VLANs en equipos Cisco. Permite centralizar y simplificar la administración en un domino de VLANs, pudiendo crear, borrar y renombrar las mismas, reduciendo así la necesidad de configurar la misma VLAN en todos los nodos. El protocolo VTP nace como una herramienta de administración para redes de cierto tamaño, donde la gestión manual se vuelve inabordable. VTP opera en 3 modos distintos:
Servidor
Cliente
Transparente
Servidor : Es el modo por defecto. Desde él se pueden crear, eliminar o modificar VLANs. Su cometido es anunciar su configuración al resto de switches del mismo dominio VTP y sincronizar m con la de otros servidores, basándose en los mensajes VTP recibidos a través de sus enlaces trunk. Debe haber al menos un servidor. Se recomienda autenticación MD5.
Cliente: En este modo no se pueden crear, eliminar o modificar VLANs, tan sólo sincronizar esta información basándose en los mensajes VTP recibidos de servidores en el propio dominio. Un cliente VTP sólo guarda la información de la VLAN para el dominio completo mientras el switch está activado. Un reinicio del switch borra la información de la VLAN.
Transparente: Desde este modo tampoco se pueden crear, eliminar o modificar VLANs que afecten a los demás switches. La información VLAN en los switches que trabajen en este modo sólo se puede modificar localmente. Su nombre se debe a que no procesa las actualizaciones VTP recibidas, tan sólo las reenvía a los switches del mismo dominio.
Wan WAN (Wide Área Network) al igual que las redes LAN, estas redes permiten compartir dispositivos y tener un acceso rápido y eficaz, la que la diferencia de las demás es que proporciona un medio de transmisión a larga distancia de datos, voz, imágenes, videos, sobre grandes áreas geográficas que pueden llegar a extenderse hacia un país, un continente o el mundo entero, es la unión de dos o más redes LAN.
CARACTERISTICAS: * Operan dentro de un área geográfica extensa. * Permite el acceso a través de interfaces seriales que operan a velocidades más bajas. * Suministra velocidad parcial y continua. * Conecta dispositivos separados por grandes distancias, incluso a nivel mundial.
Atm ATM (Modo de transferencia asíncrono) es una tecnología de red reciente que, a diferencia de Ethernet, red en anillo y FDDI, permite la transferencia simultánea de datos y voz a través de la misma línea. El ATM fue desarrollado con CNET. Al contrario de las redes sincrónicas (como las redes telefónicas, por ejemplo), en donde los datos se transmiten de manera sincrónica, es decir, el ancho de banda se comparte (multiplexado) entre los usuarios según una desagregación temporaria, una red ATM transfiere datos de manera asíncrona, lo que significa que transmitirá los datos cuando pueda. Mientras
que las redes sincrónicas no transmiten nada si el usuario no tiene nada para transmitir, la red ATM usará estos vacíos para transmitir otros datos, ¡lo que garantiza un ancho de banda más óptimo.
Multiplexación temporaria Además, las redes ATM sólo transmiten paquetes en forma de celdas con una longitud de 53 bytes (5 bytes de encabezado y 48 bytes de datos) e incluyen identificadores que permiten dar a conocer la calidad del servicio (QoS), entre otras cosas. La calidad de servicio representa un indicador de prioridad para paquetes que dependen de la velocidad de red actual. Por lo tanto, ATM posibilita la transferencia de datos a velocidades que van desde 25 Mbps a más de 622 Mbps (incluso se espera que las velocidades alcancen más de 2 Gbps a través de la fibra óptica). Debido a que el hardware necesario para redes ATM es costoso, los operadores de telecomunicaciones las utilizan básicamente para líneas de larga distancia.
Mpls El término MPLS (Conmutación de etiquetas multiprotocolo) representa un conjunto de especificaciones definidas por el IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet ) que le asigna a las tramas que circulan por la red una identificación que le
indique a los routers la ruta que deben seguir los datos. Por lo tanto, MPLS sirve para la administración de la calidad de servicio al definir 5 clases de servicios, conocidos como CoS. Video. La clase de servicio para transportar video tiene un nivel de prioridad más alto que las clases de servicio para datos.
Voz. La clase de servicio para transportar voz tiene un nivel de prioridad equivalente al de video, es decir, más alto que las clases de servicio para datos. Datos de alta prioridad (D1). Ésta es la clase de servicio con el nivel de prioridad más alto para datos. Se utiliza particularmente para aplicaciones que son críticas en cuanta necesidad de rendimiento, disponibilidad y ancho de banda. Datos de prioridad (D2). Esta clase de servicio se relaciona con aplicaciones que no son críticas y que tienen requisitos particulares en cuanto a ancho de banda. Los datos no prioritarios (D3) representan la clase de servicio de prioridad más baja. Las especificaciones de MPLS operan en la capa 2 del modelo OSI y pueden funcionar particularmente en redes IP, ATM o frame relay.
CONCLUSIÓN Con lo anterior se aprecia que los conmutadores son muy bien utilizados y adecuados a las redes LAN, estos poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de la capa 2 (direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores, la información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino. En el caso de conectar dos conmutadores o un conmutador y un concentrador, cada conmutador aprenderá las direcciones MAC de los dispositivos accesibles por sus puertos, por lo tanto en el puerto de interconexión se almacenan las MAC de los dispositivos del otro conmutador.
