Ca!"t#lo %& 'thernet
Introducción a redes Ing. Aníbal Coto Cortés
Objetivos 'n este ca!"t#lo, a!render( a&
Descri)ir el f#ncionamiento de las s#)ca!as de 'thernet.
Identificar los cam!os !rinci!ales de la trama de 'thernet.
Descri)ir el !ro!ósito y las caracter"sticas de la dirección *+C de 'thernet. Descri)ir el !ro!ósito !ro! ósito del !rotocolo +P. +P. '-!licar la forma en #e las solicit#des +P afectan el rendimiento de la red y del host.
'-!licar conce!tos )(sicos de conm#tación.
Com!arar s/itches de confi#ración fi1a y s/itches mod#lares.
Confi#rar #n s/itch de ca!a .
Objetivos 'n este ca!"t#lo, a!render( a&
Descri)ir el f#ncionamiento de las s#)ca!as de 'thernet.
Identificar los cam!os !rinci!ales de la trama de 'thernet.
Descri)ir el !ro!ósito y las caracter"sticas de la dirección *+C de 'thernet. Descri)ir el !ro!ósito !ro! ósito del !rotocolo +P. +P. '-!licar la forma en #e las solicit#des +P afectan el rendimiento de la red y del host.
'-!licar conce!tos )(sicos de conm#tación.
Com!arar s/itches de confi#ración fi1a y s/itches mod#lares.
Confi#rar #n s/itch de ca!a .
Ethernet
Introducción 'ste ca!"t#lo anali3an las caracter"sticas y el f#ncionamiento de la 'thernet en t4rminos de s# evol#ción desde #na tecnolo"a de medios com!artidos de com#nicación de datos )asada en contenciones hasta convertirse en la act#al tecnolo"a f#ll5d#!le- de ran ancho de )anda.
Capítulo 5 %.0 Introd#cción %. Protocolo 'thernet %.2 Protocolo de resol#ción de direcciones %. S/itches 7+ %.6 es#men
5.1
Protocolo Ethernet
unciona!iento de Ethernet
"ubcapas ##C $ %AC 'thernet& :
Tecnolo"a 7+ m(s #tili3ada.
:
;!era en la ca!a de enlace de datos y en la ca!a f"sica.
:
: +dmite anchos de )anda de datos de 0, 00, 000, 0 000, 60 000 y 00 000 *)!s =00 >)!s?.
'st(ndares de 'thernet& :
Definen los !rotocolos de ca!a 2 y las tecnolo"as de ca!a .
:
;!eran en dos s#)ca!as se!aradas de la ca!a de enlace de datos& la de control de enlace lóico =77C? y la *+C.
unciona!iento de Ethernet
"ubcapas ##C $ %AC
unciona!iento de Ethernet
"ubcapas ##C $ %AC ##C : *ane1a la com#nicación entre las ca!as s#!eriores e inferiores. : Toma los datos del !rotocolo de red y area información de control !ara ay#dar a entrear el !a#ete al destino.
%AC : Constit#ye la s#)ca!a inferior de la ca!a de enlace de datos. : Se im!lementa mediante hard/are, !or lo eneral en la IC de la PC. : Tiene dos res!onsa)ilidades !rinci!ales& :
'nca!s#lación de datos
:
Control de acceso al medio
unciona!iento de Ethernet
"ubcapa %AC
unciona!iento de Ethernet
"ubcapa %AC Encapsulación de datos : +rmado de la trama antes de la transmisión y desarmado de la trama en el momento en #e se la reci)e. :
7a ca!a *+C area #n enca)e3ado y #n tr(iler a la PDB de la ca!a de red.
Proporciona tres &unciones principales' :
Delimitación de tramas& identifica #n r#!o de )its #e com!onen #na trama sincroni3ación entre los nodos emisor y rece!tor.
:
Direccionamiento& cada enca)e3ado 'thernet #e se area a la trama contiene la dirección f"sica =dirección *+C? #e !ermite #e la trama se entre#e a #n nodo de destino.
:
Detección de errores& cada trama de 'thernet contiene #n tr(iler con #na com!ro)ación de red#ndancia c"clica =CC? del contenido de la trama.
unciona!iento de Ethernet
"ubcapa %AC Control de acceso al !edio :
es!onsa)le de la #)icación y la remoción de tramas en los medios.
:
Se com#nica directamente con la ca!a f"sica.
:
Si hay varios dis!ositivos en #n nico medio #e intentan reenviar datos sim#lt(neamente, los datos colisionan, lo #e !rovoca #e estos se daEen y no se !#edan #tili3ar.
:
'thernet !ro!orciona #n m4todo !ara controlar la forma en #e los nodos com!arten el acceso mediante el #so de #na tecnolo"a de acceso mlti!le !or detección de !ortadora =CS*+?.
unciona!iento de Ethernet
Control de acceso al !edio Proceso de acceso !(ltiple por detección de portadora )C"%A* :
'n !rimera instancia, se #tili3a !ara detectar si los medios trans!ortan #na seEal.
:
Si no se detecta #na seEal !ortadora, el dis!ositivo transmite s#s datos.
:
Si dos dis!ositivos transmiten al mismo tiem!o, se !rod#ce #na colisión de datos.
unciona!iento de Ethernet
Control de acceso al !edio
unciona!iento de Ethernet
Control de acceso al !edio 7os dos m4todos comnmente #tili3ados son& C"%A+,etección de colisión :
'l dis!ositivo controla los medios !ara detectar la !resencia de #na seEal de datos.
:
Si no hay #na seEal de datos, lo #e indica #e el medio est( li)re, el dis!ositivo transmite los datos.
:
Si l#eo se detectan seEales #e m#estran #e otro dis!ositivo esta)a transmitiendo al mismo tiem!o, todos los dis!ositivos de1an de enviar y v#elven a intentarlo m(s tarde.
:
Si )ien las redes 'thernet se diseEan con tecnolo"a CS*+FCD, con los dis!ositivos intermediarios act#ales no se !rod#cen colisiones y los !rocesos #tili3ados !or CS*+FCD son realmente innecesarios.
:
Todav"a se de)en tener en c#enta las colisiones en cone-iones inal(m)ricas en entornos 7+.
unciona!iento de Ethernet
Control de acceso al !edio 7os dos m4todos comnmente #tili3ados son& %étodo de acceso al !edio C"%A+Prevención de colisiones )C"%A+CA* :
'l dis!ositivo e-amina los medios !ara detectar la !resencia de #na seEal de datos. Si los medios est(n li)res, el dis!ositivo env"a #na notificación a trav4s de los medios so)re s# intención de #tili3arlos.
:
'l dis!ositivo l#eo env"a los datos.
:
Btili3ado !or las tecnolo"as de red inal(m)ricas 802..
unciona!iento de Ethernet
Control de acceso al !edio
unciona!iento de Ethernet
,irección %AC' identidad de Ethernet :
Bna dirección *+C de 'thernet de ca!a 2 es #n valor )inario de 68 )its e-!resado como 2 d"itos he-adecimales. 'l I''' o)lia a los !roveedores a res!etar dos normas sim!les& : De)en #tili3ar el ;BI asinado al !roveedor como los !rimeros )ytes. : Se les de)e asinar #n valor e-cl#sivo a todas las direcciones *+C con el mismo ;BI en los ltimos )ytes.
unciona!iento de Ethernet
Procesa!iento de tra!as
Se asinan direcciones *+C a estaciones de tra)a1o, servidores, im!resoras, s/itches y ro#ters. '1em!los de direcciones *+C& 0050%5A+5C5@8500, 00&0%&A+&C&@8&00 y 000%.A+C.@800. Se reenv"a el mensa1e a #na red 'thernet, se ad1#nta la información del enca)e3ado al !a#ete #e contiene la dirección *+C de orien y destino. Cada IC revisa la información !ara ver si la dirección *+C de destino #e est( en la trama coincide con la dirección *+C f"sica del dis!ositivo almacenada en la +*. Si no hay coincidencia, el dis!ositivo descarta la trama. Si coincide con la dirección *+C de destino de la trama, la IC !asa la trama a las ca!as ;SI, donde tiene l#ar el !roceso de desenca!s#lación.
Atributos de la tra!a de Ethernet
Encapsulación de Ethernet
7as !rimeras versiones de 'thernet eran relativamente lentas, con #na velocidad de 0 *)!s. 'n la act#alidad, o!era a 0 >ia)its !or se#ndo e incl#so m(s r(!ido. 7a estr#ct#ra de la trama de 'thernet area enca)e3ados y tr(ilers alrededor de la PDB de ca!a !ara enca!s#lar el mensa1e #e se env"a.
'thernet II es el formato de trama de 'thernet #tili3ado en las redes TCPFIP.
Atributos de la tra!a de Ethernet
-a!ao de la tra!a de Ethernet
7os est(ndares 'thernet II e I''' 802. definen la trama m"nima en 96 )ytes y la trama m(-ima en %8 )ytes. Bna lonit#d menor #e 96 )ytes se considera #n Gframento de colisiónH o Gr#nt frameH. Si el tamaEo de #na trama transmitida es menor #e el m"nimo o mayor #e el m(-imo, el dis!ositivo rece!tor descarta la trama. 'n la ca!a f"sica, las diferentes versiones de 'thernet var"an en c#anto al m4todo !ara detectar y colocar datos en los medios.
Atributos de la tra!a de Ethernet
-a!ao de la tra!a de Ethernet 'n la il#stración, se m#estran los cam!os contenidos en la eti#eta 7+ 802.J =%22 )ytes?.
Atributos de la tra!a de Ethernet
Introducción a la tra!a de Ethernet
Ca!pos Pre/!bulo $ ,eli!itador de inicio de tra!a Se #tili3a !ara la sincroni3ación entre los dis!ositivos emisor y rece!tor.
Ca!po #ongitud+tipo Define la lonit#d e-acta del cam!o de datos de la trama y descri)e #4 !rotocolo se im!lementa.
Ca!pos ,atos $ Pad Contienen los datos enca!s#lados de #na ca!a s#!erior, #n !a#ete IP6.
Atributos de la tra!a de Ethernet
Introducción a la tra!a de Ethernet
Ca!po "ecuencia de veri&icación de tra!a Se #tili3a !ara detectar errores en #na trama con com!ro)ación de red#ndancia c"clica =6 )ytes? si los c(lc#los coinciden en el orien y el rece!tor, no se !rod#1o ninn error.
%AC de Ethernet
,irecciones %AC $ nu!eración headeci!al
%AC de Ethernet
2epresentaciones de direcciones %AC
%AC de Ethernet
,irección %AC unicast
%AC de Ethernet
,irección %AC de broadcast
%AC de Ethernet
,irección %AC !ulticast
#a dirección %AC !ulticast es un valor especial 3ue co!ien4a con 1665E en headeci!al.
El rango de direcciones IPv7 !ulticast va de 887... a 89:.855.855.855.
%AC e IP
%AC e IP ,irección %AC
'sta dirección no cam)ia.
's similar al nom)re de #na !ersona.
Se conoce como Gdirección f"sicaH !or#e se asina f"sicamente a la IC del host.
,irección IP
's similar a la dirección de #na !ersona.
Se )asa en la #)icación real del host.
Se conoce como Gdirección lóicaH !or#e se asina lóicamente.
Bn administrador de red la asina a cada host.
Para #e #na PC !#eda com#nicarse, se necesitan tanto la dirección *+C f"sica como la dirección IP lóica, de la misma manera en #e se necesitan el nom)re y la dirección de #na !ersona !ara !oder enviarle #na carta.
%AC Ethernet
Conectividad de etre!o a etre!o; %AC e IP
%AC Ethernet
Conectividad de etre!o a etre!o; %AC e IP
5.8
Protocolo de resolución de direcciones
Protocolo A2P
Introducción al protocolo A2P Pro!ósito de +P
'l nodo emisor necesita #na forma de encontrar la dirección *+C del destino !ara #n enlace 'thernet determinado.
'l !rotocolo +P ofrece dos f#nciones )(sicas&
esol#ción de direcciones IPv6 a direcciones *+C
*antenimiento de #na ta)la de las asinaciones
Protocolo A2P
Introducción al protocolo A2P
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P Ta)la +P&
Se #tili3a !ara encontrar la dirección de la ca!a de enlace de datos asinada a la dirección IPv6 de destino. + medida #e #n nodo reci)e tramas de los medios, reistra las direcciones IP y *+C de orien como asinaciones en la ta)la +P.
Solicit#d de +P&
Kroadcast de ca!a 2 a todos los dis!ositivos en la 7+ 'thernet.
'l nodo #e coincide con la dirección IP en el )roadcast res!onde.
Si ninn dis!ositivo res!onde a la solicit#d de +P, el !a#ete se descarta !or#e no se !#ede crear #na trama.
"e pueden introducir entradas de !apa est/tico en una tabla A2P; pero es in&recuente.
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P
rotoco o
unciones $ &unciona!iento del protocolo A2P
Protocolo A2P
unción del protocolo A2P en la co!unicación re!ota
Si el host IPv6 de destino se enc#entra en la red local, la trama #tili3ar( la dirección *+C de este dis!ositivo como la dirección *+C de destino. Si el host IPv6 de destino no se enc#entra en la red local, el orien #tili3a el !roceso de +P !ara determinar #na dirección *+C !ara la interfa3 del ro#ter #e f#nciona como ate/ay. 'n caso de #e la entrada del ate/ay no est4 en la ta)la, se #tili3a #na solicit#d de +P !ara rec#!erar la dirección *+C relacionada con la dirección IP de la interfa3 del ro#ter.
Protocolo A2P
Eli!inación de entradas de una tabla A2P
Bn tem!ori3ador de cach4 +P elimina las entradas +P #e no se #tili3aron d#rante #n !er"odo es!ecificado. Tam)i4n se !#eden #tili3ar comandos !ara eliminar man#almente todas o al#nas de las entradas en la ta)la +P.
Protocolo A2P
-ablas A2P en dispositivos de red
Proble!as de A2P
Proble!as de A2P
%itigación de proble!as de A2P
5.9
">itches #A?
Con!utación
Aspectos b/sicos de los puertos de s>itch ">itch #A? de capa 8
Conecta dis!ositivos finales a #n dis!ositivo intermediario central en la mayor"a de las redes 'thernet. eali3a la conm#tación y el filtrado so)re la )ase de la dirección *+C nicamente. Crea #na ta)la de direcciones *+C #e #tili3a !ara tomar decisiones de reenv"o. De!ende de los ro#ters !ara !asar datos entre s#)redes IP.
Con!utación
-abla de direcciones %AC del s>itch
1. 'l s/itch reci)e #na trama de )roadcast de la PC en el !#erto . 8. 'l s/itch inresa la dirección *+C de orien y el !#erto del s/itch #e reci)ió la trama en la ta)la de direcciones. 9. Dado #e la dirección de destino es )roadcast, el s/itch sat#ra todos los !#ertos enviando la trama, e-ce!to el !#erto #e la reci)ió. 7. 'l dis!ositivo de destino res!onde al )roadcast con #na trama de #nicast diriida a la PC .
Con!utación
-abla de direcciones %AC del s>itch
5. 'l s/itch introd#ce en la ta)la de direcciones la dirección *+C de orien de la PC 2 y el nmero del !#erto de s/itch #e reci)ió la trama. 'n la ta)la de direcciones *+C !#eden encontrarse la dirección de destino de la trama y s# !#erto asociado. @. +hora el s/itch !#ede enviar tramas entre los dis!ositivos de orien y destino sin sat#rar el tr(fico, ya #e c#enta con entradas en la ta)la de direcciones #e identifican a los !#ertos asociados.
Con!utación
Con&iguración de d(ple
Con!utación
%,I auto!/tica Bso indistinto de ca)les cr#3ados y directos. 'l s/itch se a#toconfi#ra.
Con!utación
%étodos de reenvío de tra!as en s>itches Cisco
Con!utación
Con!utación por !étodo de corte '-isten dos variantes& Con!utación por envío r/pido& : 'l nivel m(s )a1o de latencia reenv"a #n !a#ete inmediatamente des!#4s de leer la dirección de destino m4todo t"!ico de conm#tación !or m4todo de corte. Con!utación libre de &rag!entos& : 'l s/itch almacena los !rimeros 96 )ytes de la trama antes de reenviar la mayor"a de los errores y las colisiones de red se !rod#cen en los !rimeros 96 )ytes.
Con!utación
Al!acena!iento en b(&er de !e!oria en s>itches
ija o !odular
Co!paración de con&iguración &ija $ con&iguración !odular
ija o !odular
Co!paración de con&iguración &ija $ con&iguración !odular
ija o !odular
Opciones de !ódulos para ranuras de s>itches Cisco
Con!utación de capa 9
Co!paración de con!utación de capa 8 $ con!utación de capa 9
Con!utación de capa 9
Cisco Epress or>arding '-isten dos com!onentes !rinci!ales&
Kase de información de reenv"o =
Con!utación de capa 9
Cisco Epress or>arding
Con!utación de capa 9
-ipos de inter&aces de capa 9 7os !rinci!ales ti!os de interfaces de ca!a son los si#ientes&
Inter&a4 virtual de s>itch )"BI*' interfa3 lóica en #n s/itch asociado a #na red de (rea local virt#al =7+?. Puerto enrutado' !#erto f"sico en #n s/itch de ca!a confi#rado !ara f#ncionar como !#erto de ro#ter. Confi#rar los !#ertos enr#tados colocando la interfa3 en modo de ca!a con el comando de confi#ración de interfa3 no s>itchport. EtherChannel de capa 9' interfa3 lóica en dis!ositivos Cisco asociada a #n conjunto de !#ertos enr#tados.
Con!utación de capa 9
Con&iguración de un puerto enrutado en un s>itch de capa 9
Capítulo 5
2esu!en
'thernet es la tecnolo"a 7+ m(s am!liamente #tili3ada en la act#alidad. 7os est(ndares de 'thernet definen los !rotocolos de Ca!a 2 y las tecnolo"as de Ca!a . 7a estr#ct#ra de la trama de 'thernet area enca)e3ados y tr(ilers a la PDB de Ca!a !ara enca!s#lar el mensa1e #e se env"a. Como im!lementación de los est(ndares I''' 802.2F, la trama de 'thernet !ro!orciona direccionamiento *+C y com!ro)ación de errores. 'l reem!la3o de h#)s !or s/itches en la red local red#1o las !ro)a)ilidades de colisiones de tramas en enlaces half5d#!le-.
Capítulo 5
2esu!en
'l direccionamiento de Ca!a 2 !ro!orcionado !or 'thernet admite com#nicaciones #nicast, m#lticast y )roadcast. 7a 'thernet #tili3a el Protocolo de resol#ción de direcciones !ara determinar las direcciones *+C de los destinos y asinarlas con direcciones de ca!a de red conocidas. Cada nodo de #na red IP tiene #na dirección *+C y #na dirección IP. 'l !rotocolo +P res#elve direcciones IPv6 en direcciones *+C y mantiene #na ta)la de asinaciones. 7os s/itches de ca!a 2 crean #na ta)la de direcciones *+C #e #tili3an !ara tomar decisiones de reenv"o.
Capítulo 5
2esu!en
7os s/itches de Ca!a son tam)i4n ca!aces de llevar a ca)o f#nciones de enr#tamiento de Ca!a , con lo c#al se red#ce la necesidad de colocar ro#ters dedicados en #na 7+. 7os s/itches de ca!a c#entan con hard/are de conm#tación es!eciali3ado, !or lo #e normalmente !#eden enr#tar datos con la misma ra!ide3 con la #e !#eden conm#tar.
