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REDES DE DATOS III Ing. Diego Aguirre G.
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LAZOS DE RED
Se producen cuando se disponen equipos de red que trabajan en capa 2 de manera redundante. Cuando los switches envían paquetes de broadcast o multicast, en todos los puertos, y debido a que en capa 2 no funciona la opción de TTL, estos paquetes se mantienen indefinidamente en la red. Se produce la saturación del ancho de banda, causando un uso excesivo de recursos de los dispositivos.
Redundancia
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Si la red está fuera de servicio, la productividad y la satisfacción del cliente disminuyen.
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Mejorar la confiabilidad y el rendimiento de la red.
Las empresas requieren disponibilidad de red de al menos 99,999%
La confiabilidad de red se logra con equipos y diseños de red confiables que sean tolerantes a las fallas.
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Topologías Redundantes
Uno de los objetivos de las topologías redundantes es eliminar las interrupciones del servicio de la red provocadas por un único punto de falla.
Una topología conmutada redundante puede provocar tormentas de broadcast, copias de múltiples tramas y problemas de inestabilidad en la tabla de direcciones MAC.
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Tormentas de Broadcast
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Tormentas de Broadcast Si el Host X envía un broadcast como, por ejemplo, una petición ARP para la dirección de Capa 2 del router, el Switch A envía el broadcast desde todos los puertos. El Switch B, al estar en el mismo segmento, también envía todos los broadcasts. El Switch B recibe todos los broadcasts que el Switch A ha enviado y el Switch A recibe todos los broadcasts que el Switch B ha enviado. El Switch A envía los broadcasts que recibió del Switch B. El Switch B envía todos los broadcasts que recibió del Switch A.
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Transmisiones de tramas múltiples
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Transmisiones de tramas múltiples
Suponga que el límite de tiempo de la dirección MAC del Router Y se vence en ambos switches. También suponga que el Host X todavía tiene la dirección MAC del Router Y en su caché ARP y envía una trama unicast al Router Y. El router recibe la trama dado que está en el mismo segmento que el Host X. El Switch A no tiene la dirección MAC del Router Y y, por lo tanto, inunda la trama desde sus puertos. El Switch B tampoco conoce cuál es el puerto en que se encuentra el Router Y. El Switch B inunda la trama que ha recibido. Esto hace que el Router Y reciba múltiples copias de la misma trama. Esto se debe al uso innecesario de los recursos de red.
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Inestabilidad de la base de datos de control de acceso a los medios
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Inestabilidad de la base de datos de control de acceso a los medios El Host X envía una trama dirigida al Router Y. Los Switches A y B encuentran la dirección MAC del Host X en el puerto 0. La trama del Router Y se envía por inundación desde el puerto 1 de ambos switches. Los Switches A y B reciben esta información en el puerto 1 y encuentran erróneamente la dirección MAC del Host X en el puerto Cuando el Router Y envía una trama al Host X, el Switch A y el Switch B también reciben la trama y la envían desde el puerto 1. Esto es innecesario, pero los switches han recibido la información incorrecta que indica que el Host X está en el puerto 1.
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PROTOCOLO SPANNING-TREE (Árbol de expansión)
Cualquier interrupción provocada por una falla debe ser lo más breve posible. Una red basada en switches o puentes presentará enlaces redundantes entre aquellos switches o puentes para superar la falla de un solo enlace. En el encabezado de Capa 2, no hay ningún valor de Tiempo de existencia (TTL)
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PROTOCOLO SPANNING-TREE
La solución para una red redundante, consiste en permitir loops físicos, pero creando una topología lógica sin loops. Esta topología lógica es el spanning tree (árbol de extensión) de la red. Tambien conocido con el estándar IEEE 802.1d
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PROTOCOLO SPANNING-TREE Utiliza un algoritmo spanning-tree para desarrollar una red de ruta más corta sin loops. El Protocolo Spanning Tree establece un nodo raíz denominado puente raíz o root bridge. Desarrolla una topología de árbol que se origina en el root bridge y tiene una ruta, la más corta, para llegar a todos los nodos; aquellas rutas que no sean las mas cortas se bloquean. El objetivo de bloquear las rutas que no sean las más cortas, permite eliminar los loops.
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PROTOCOLO SPANNING-TREE
El protocolo SPT necesita enviar mensajes denominados “unidades de datos del protocolo puente” (BPDU) para permitir la creación de una topología lógica sin loops. Tareas específicas de los Switches:
Información de los BPDU’s, permiten: Seleccionar un Switch como raíz
Calcular ruta mas corta hacia la Raíz
Elegir un Puerto Raíz (ruta más corta al root)
Elegir un Switch designado (más cercano a la raíz x LAN) Seleccionar los puertos designados
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PROTOCOLO SPANNING-TREE
Para decidir la ruta mas corta, se basa en la velocidad de los enlaces, denominados costos:
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Operación de Spanning-tree
Una vez que la red se ha estabilizado, se ha producido la convergencia y hay un spanning-tree por red. Elementos de la red conmutada: Un puente raíz por red (root bridge) Un puerto raíz (root port) por puente que no sea raíz Un puerto designado por segmento Puertos no designados o que no se utilizan
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Selección del puente raíz (root bridge)
La primera decisión que toman todos los switches de la red es identificar el puente raíz. Las BPDU son enviadas con el ID de puente (BID):
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Selección del puente raíz (root bridge)
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Estados del puerto Spanning Tree
Un switch no debe cambiar el estado de un puerto de inactivo a activo de forma inmediata dado que esto puede provocar loops de datos.
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Recálculo de Spanning-Tree Una red LAN o interna conmutada converge cuando todos los puertos de switch y de puente están en estado de enviar o bloquear.
Cuando la topología de red cambia, los switches y los puentes vuelven a calcular el spanning-tree
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