transmisiÓn de datos dispositivos de conexiÓn de red
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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
Transmisión de Datos2Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONTENIDO
Repetidores (repeaters)
Concentradores (hubs)
Puentes (bridges)
Conmutadores (switches)
Encaminadores (routers)
Transmisión de Datos3Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaREPETIDORES
Atenuación
Características de los repetidores
Dominio de colisiones
Dominio de difusión
Transmisión de Datos4Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaREPETIDORES
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
Transmisión de Datos5Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaREPETIDORES
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
Transmisión de Datos6Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
Características
Pasivos
Repetidores
MAU de Token Ring
Inteligentes
Aislados, apilables y modulares
Transmisión de Datos7Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
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)
Transmisión de Datos8Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
Transmisión de Datos9Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
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
Transmisión de Datos10Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
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
Transmisión de Datos11Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONCENTRADORES
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
Transmisión de Datos12Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
Características
Locales
De traducción
Remotos
Transparentes
Algoritmo del árbol de expansión
Encaminamiento en origen
Transmisión de Datos13Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos14Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos15Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos16Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos17Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos18Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaPUENTES
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
Transmisión de Datos19Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONMUTADORES
Características
Aplicaciones
Conmutadores de envío inmediato
Conmutadores de almacenamiento y reenvío
Funcionamiento
Transmisión de Datos20Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONMUTADORES
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
Transmisión de Datos21Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONMUTADORES
Transmisión de Datos22Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONMUTADORES
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
Transmisión de Datos23Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaCONMUTADORES
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
Transmisión de Datos24Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
Características
Aplicaciones
Funciones
VLAN
Conmutación de Nivel 3
Transmisión de Datos25Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
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
Transmisión de Datos26Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
Aplicaciones Básica: conectar redes y pasar tráfico entre ellas
Conexión de dos LAN distantes por medio de una WAN
WAN
Transmisión de Datos27Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
Aplicaciones Conexión de muchas LAN a una red troncal
• Muchos equipos• Redes distantes• Diferentes medios físicos
Transmisión de Datos28Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
Aplicaciones Combinación de las anteriores: acceso a Internet
WAN InternetISPISP
Transmisión de Datos29Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
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
Transmisión de Datos30Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
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
Transmisión de Datos31Tema 5: Dispositivos de conexión de red
Departamentode AutomáticaENCAMINADORES
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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