TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED

Transmisión de Datos1Tema 5: Dispositivos de conexión de red

Departamentode Automática

TRANSMISIÓN DE DATOSTRANSMISIÓN DE DATOS

DISPOSITIVOS DE CONEXIÓNDISPOSITIVOS DE CONEXIÓNDE REDDE RED

TRANSMISIÓN DE DATOSTRANSMISIÓN DE DATOS

DISPOSITIVOS DE CONEXIÓNDISPOSITIVOS DE CONEXIÓNDE REDDE RED

Ángel Moreno

Departamento de AutomáticaUniversidad de Alcalá de Henares


Departamentode AutomáticaCONTENIDO

Repetidores (repeaters)

Concentradores (hubs)

Puentes (bridges)

Conmutadores (switches)

Encaminadores (routers)


Departamentode AutomáticaREPETIDORES

Atenuación

Características de los repetidores

Dominio de colisiones

Dominio de difusión



La señal se atenúa gradualmente con la distancia

Los protocolos del nivel físico y de enlace especifican la longitud máxima y mínima del cable La atenuación es uno de los factores principales que

limitan la longitud máxima

Repetidores: extienden la longitud máxima del cable Amplifican la señal No suelen encontrarse aislados Labor puramente eléctrica Trabajan en el nivel físico de la red No filtran los datos que viajan por la red



Dominio de colisiones Grupo de ordenadores conectados por una red Si dos de ellos transmiten simultáneamente, se

produce una colisión

Dominio de difusión Grupo de ordenadores conectados por una o varias

redes Si uno de ellos realiza una transmisión de difusión,

llega a todos ellos

Las características del protocolo también limitan la distancia máxima que puede recorrer una señal en un dominio de colisiones


Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES

Características

Pasivos

Repetidores

MAU de Token Ring

Inteligentes

Aislados, apilables y modulares



Centro de cableado para una red en estrella

Conecta un conjunto de equipos en un mismo dominio de colisiones

El tráfico que llega a cualquiera de los puertos se propaga a todos los demás

Puertos y hardware diferente en función del medio de red

Puede disponer de LEDs para indicar existencia de dispositivo, tráfico o colisiones

En Token Ring se denomina Unidad de acceso multiestación (MAU)



Concentrador pasivo Conexiones de cable pasando a los demás puertos

todas las señales que entran por cualquiera de ellos Opera a nivel físico No amplifica la señal

Concentrador repetidor (repetidor multipuerto) A veces ajusta la señal en el tiempo

Puede disminuir el rendimiento por el procesamiento

Menor pérdida de paquetes y colisiones Cada uno de los cables puede tener la longitud

máxima Se pueden conectar en árbol jerárquicamente

Respetando el número máximo por trayecto



MAU de Token Ring Topología lógica en anillo El tráfico de entrada se pasa a los puertos por turno Conmutadores para reconfigurar el anillo Ring-in, ring-out para extender la red

Concentrador inteligente Integra posibilidades de administración SNMP o interfaz HTML Proporciona información acerca de los concentradores

y equipos de la red conectados a ellos Permite detectar fallos en puertos y equipos



Concentradores aislados Entre 4 y 16 puertos. Pequeñas redes Puerto de enlace de subida: sin cruce de cables Conexiones para red troncal

Concentradores apilables Mayores posibilidades de expansión Funcionalmente forman un concentrador mayor Una única unidad inteligente puede gobernarlos a

todos

Concentradores modulares Chasis para tarjetas con alimentación común Placa posterior de comunicación Admiten varias tecnologías simultáneamente


Departamentode AutomáticaPUENTES

Características

Locales

De traducción

Remotos

Transparentes

Algoritmo del árbol de expansión

Encaminamiento en origen



Operan a nivel del Enlace de datos

Varias interfaces de red, cada una con su propia MAC

Filtrado de tramas Operan en modo promiscuo, leyendo todas las

direcciones Si la trama es del mismo segmento la descartan Si no, la reenvían por el puerto adecuado Envían los mensajes de difusión por todos los puertos

No reenvían nada hasta recibir toda la trama

Mismo dominio de difusión, distintos dominios de colisiones

Funciones de repetición de un concentrador



Locales Filtrado de paquetes y repetición Segmentos de red del mismo tipo (sub-nivel MAC) Ni traducción ni almacenamiento

De traducción Conecta segmentos con velocidades o protocolos

diferentes Se encapsulan de nuevo a sub-nivel LLC Mayor complejidad, coste y retardo No existe un estándar ampliamente aceptado

Remotos Conecta segmentos de red unidos por WAN Minimiza el tráfico y adapta velocidades



Transparentes: tabla interna puertos - direcciones

Red Nodo

A 1

C 5

B 3

A 2

B 4

C 6

RED RED AA

RED RED BB

RED RED CC

Nodo Nodo 11

Nodo Nodo 22

Nodo Nodo 33

Nodo Nodo 44

Nodo Nodo 55

Nodo Nodo 66



Bucles de puentes Puentes redundantes por seguridad Entradas equivocadas en tablas Tormentas de difusión

RED RED BB

RED RED AA

Nodo Nodo 11

Nodo Nodo 22



Algoritmo del árbol de expansión Original de DEC, estándar 802.1d del IEEE Se asigna un identificador a cada puente Se asigna un coste de trayecto e identificador por

puerto• Puente raíz: aquel de menor valor de identificador• Coste de trayecto raíz• Puente y puerto designado para cada segmento

El resto de puentes del segmento permanece inactivo Proceso: intercambio de mensajes BPDU

• Inicialmente todos asumen que son puente raíz• Según reciben mensajes tomas decisiones

Periódicamente actualizan la información



Puentes con encaminamiento en origen Alternativa a los puentes transparentes en Token Ring El equipo origen determina la ruta hacia el destino y la

incluye en cada trama Descubrimiento de rutas Tramas de difusión a todos los anillos

• Cada puente añade su indicador de trayecto a la trama

• El sistema destino trasmite una respuesta por trama

• Cuando llega al origen, selecciona la mejor ruta en función del tiempo, número de saltos o tamaño de trama

Poco eficiente: mensajes de difusión y tablas de encaminamiento en todos los puentes

Puentes transparentes con encaminamiento en origen


Departamentode AutomáticaCONMUTADORES

Características

Aplicaciones

Conmutadores de envío inmediato

Conmutadores de almacenamiento y reenvío

Funcionamiento



Puente multipuerto Cada puerto es un segmento de red independiente

Sólo reenvía el tráfico por el puerto adecuado Conexión dedicada entre segmentos

Con todo el ancho de banda

Sin congestión ni colisiones

Mayor seguridad al no ver el tráfico de otros segmentos

Operan a Nivel del Enlace de datos

Admiten cualquier protocolo de Nivel de Red

Aprenden la topología de la red



Conmutadores de envío inmediato Lee dirección MAC de una trama de entrada Busca la dirección en su tabla de reenvío Comienza a transmitir de inmediato

Conmutadores de almacenamiento y reenvío Almacena una trama completa antes de reenviarla Comprueba CRC y otras condiciones de rendimiento Descarta las tramas con errores

Conmutadores mixtos Almacenamiento y reenvío hasta un umbral de error Envío inmediato por encima del umbral



Funcionamiento Conmutación de barras cruzadas (conmutación en

matriz)• Rejilla de conexiones entrada-salida• Totalmente basado en hardware• Utilización de búferes si la salida está ocupada

Conmutación de memoria compartida• Se almacenan en memoria los datos de entrada

Conmutación con arquitectura de bus• Se reenvía todo el tráfico a través de un bus común• Multiplexación por división en el tiempo para

garantizar acceso por igual al bus• Cada puerto posee un búfer individual


Departamentode AutomáticaENCAMINADORES

Características

Aplicaciones

Funciones

VLAN

Conmutación de Nivel 3



Interconexión de LAN completamente independientes Operan en el Nivel de Red Selección inteligente de la mejor ruta de salida Pueden conectar redes distintas

PDU del Protocolo del Nivel de red Eliminan la cabecera del protocolo del Nivel de Enlace Procesan la PDU del protocolo de Nivel de Red Encapsulan con el protocolo de Nivel de Enlace de

datos de la red de salida

Específicos del protocolo de Nivel de Red El más extendido es IP



Aplicaciones Básica: conectar redes y pasar tráfico entre ellas

Conexión de dos LAN distantes por medio de una WAN

WAN



Aplicaciones Conexión de muchas LAN a una red troncal

• Muchos equipos• Redes distantes• Diferentes medios físicos



Aplicaciones Combinación de las anteriores: acceso a Internet

WAN InternetISPISP



Funciones Evaluar los paquetes que llegan de cualquiera de las

redes conectadas y enviarlo hasta su destino a través de otra redSelecciona la red que proporciona la mejor rutaMenor número de saltos (hops)

Posee información de las redes conectadasTipo de red y protocolos que admiteTablas de encaminamiento: redes y equiposDirección de Nivel de Red (Ej. Dirección IP)

Descarte de paquetes: Tiempo de vida (saltos) Fragmentación y reensamblado de paquetes



LAN virtual (VLAN) Grupo de equipos de una red conmutada que

funcionan como una subred Revisten al armazón de la conmutación Encaminadores para la comunicación entre VLAN

distintas Se crean con las direcciones MAC de los equipos Puertos dedicados para la conexión a los

encaminadores Encaminamiento más lento que conmutación

• “Conmuta siempre que puedas, encamina si no hay alternativa”

• Configuración eficiente si, al menos, el 70% - 80% del tráfico es interno a la VLAN



Conmutación de Nivel 3 También utiliza el concepto de VLAN Dentro de una VLAN, conmutación Para VLAN diferentes

• Establece la conexión por medio de los encaminadores

• Todo el tráfico posterior lo soportan los conmutadores

Los conmutadores de nivel 3 combinan las funcionalidades de encaminador y conmutador en la misma unidad• Mejores prestaciones que un encaminador estándar• Optimizados para LAN y MAN, no para WAN

Tecnología aún no consolidada• Incompatibilidades entre fabricantes• Gran potencial como solución de fututo

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