Estimados todos.
Como bien me comprometí, les tengo la segunda parte del tema Redes Ethernet, donde discutiremos en lo general el modo de operación de un switch así como la tecnología de los puertos Ethernet
Recuerda que puedes iniciar desde el principio siguiendo este enlace: https://forum.huawei.com/enterprise/es/red-sdn-huawei-conceptos-y-valores/thread/613530-100235
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PRINCIPIOS DE COMUNICACIÓN DE CAPA 2 EN SDN (SDN CONTROLLER)
Principios de Redes Ethernet, Parte II
Switcheo en Capa 2
Puente y Switcheo
La imagen de a continuación es un referente para explicar el título de este apartado donde demostramos donde, dentro de la capa del modelo OSI, operan los equipos SWITCH de CAPA 2
· Un switch o puente Ethernet cumple con las siguientes funciones:
§ Aprendizaje del origen de las direcciones MAC
§ Reenvío con base a las direcciones de destino
§ Filtrado basado en las direcciones de destino
§ Inundado/segregación basada en las direcciones de destino
Reenvío de Dirección MAC
· Los switches Ethernet desempeñan 3 operaciones respecto al tráfico:
§ Reenvío: envían la trama hacia la salida desde el puerto conocido para tal destino
§ Filtrado: si es un dispositivo conocido en el mismo puerto donde se recibe el tráfico
§ Inundación/Segregación: los dispositivos que no están en la tabla de direcciones MAC envían la trama a todos los puertos
· Todos los switches tienen una tabla de direcciones MAC, la cual contiene un mapeo hacia número de puerto. Esto habilita que el switch reenvíe las tramas Ethernet al dispositivo correcto
· A la tabla de direcciones MAC también se le conoce con los siguientes nombres:
§ FDB: Forwarding DataBase (Base de Datos de Reenvío)
§ SDB: Switch DataBase (Base de Datos del Switch)
§ CAM: Content Addressable Memmory (Memoria de contenidos Direccionables)
· Una vez que la tabla está poblada, esta contiene los mapeos de las direcciones MAC con respecto a los puertos por donde las conoce
Aprendizaje del Origen de las Direcciones MAC
Del texto que observamos en la imagen siguiente: “la dirección de origen de la trama recibida se usa para actualizar la tabla de direcciones MAC, de este modo es como el switch sabe cómo es que conoce la dirección MAC”
Describamos lo mostrado en la imagen:
Ø Si la PC A envía una trama hacia la PC D, el switch recibe la trama en el puerto 1, primero, verifica la dirección MAC de destino, y checa la tabla de direcciones MAC, si en la tabla no hay una dirección que coincida, entonces el switch inunda con la trama todos los puertos del switch, excepto por aquel puerto que recibió dicha trama. El puerto que responda con la dirección MAC enviará los datos respectivos, y entonces el switch lo registrará en la tabla MAC.
Vencimiento de las direcciones MAC dentro de la Tabla
· El switch también registra el tiempo que el dispositivo aprendió la dirección MAC, esto permite que el switch se adapte a los movimientos, adiciones o cambios en los dispositivos dentro de la red el temporizador inicia una vez que el switch ha aprendido la dirección MAC. Cada vez que el temporizador reenvía o filtra una trama de un dispositivo, se reinicia el temporizador de la dirección MAC de ese dispositivo. Si durante un período de tiempo específico no hay actividad de algún dispositivo y el temporizador expira, entonces el switch elimina la dirección MAC de ese dispositivo de la tabla de direcciones MAC.
· La IEEE 802.1D fija por defecto un tiempo de 300 segundos
Vencimiento de las direcciones MAC dentro de la Tabla
· Existen tres tipos de switcheo:
§ Por corte (cut-through): los switches que operan en este modo solo reciben y examinan los primeros 6 bytes de una trama. Estos primeros 6 bytes cubren la dirección MAC de destino, lo cual es suficiente información para tomar una decisión de reenvío. Aunque los switches en modo corte ofrecen menor latencia al momento de transmitir las tramas, pueden trasmitirse fragmentos creados durante colisiones Ethernet, corrompiendo las tramas.
§ Modo Libre de Fragmentación (fragment-free mode): los switches que operan en este modo reciben y examinan los primeros 64 bytes de la trama. Dentro de una red Ethernet diseñada de manera apropiada, la colisión de fragmentos debe detectarse en los primeros 64 bytes.
§ Modo Almacenar y Reenviar (Store-and-Forward): los switches que operan en este modo, reciben y examinan la trama entera, lo cual desemboca en tener una gama más amplia de errores conocidos pero su vez hace más lento el proceso de switcheo
Vencimiento de las direcciones MAC dentro de la Tabla
Ø Aquí retomamos el último tema del concepto de los HUBS. Colocaremos una imagen que posteriormente vamos a describir
· El implementar un switch de capa 2 mejorará el desempeño de la red al concentrarse solo en tráfico unicast dentro de cada dominio de colisión
· El Tráfico Broadcast seguirá siendo reenviado a través del switch.
· Los switches de capa 2 separan la red en dominio de colisión, de modo que si se agrega un Hub a la red por cada puerto del switch, cada puerto será un dominio de colisión.
· Cualquier paquete broadcast será inundado a lo largo de todo el dominio, y todos los dispositivos conectados recibirán el paquete broadcast. Si existen varios paquetes broadcast en un dominio, podrían ocupar una gran cantidad del ancho de banda de la red y por consiguiente reducir la eficiencia de la red
Tecnologías en Puertos Ethernet
Full Dúplex
· Ahora hemos alcanzado el punto donde podremos separar los puertos por usuario, cosa que al utilizar un Hub no era posible. Por cada puerto el usuario puede alcanzar velocidad de full duplex, esto permite velocidad completa de envío y recepción, y se podrá hacer de manera simultánea.
Auto negociación
· La auto negociación usa pulsos similares a los pulsos usados en la integridad de los enlaces para advertir la capacidad en forma de un mensaje de 16 bit.
· Las prioridades de auto negociación son las siguientes:
§ 1000BASE-T full duplex
§ 1000BASE-T half duplex
§ 100BASE-TX half duplex
§ 10BASE-T half duplex
§ 100BASE-TX full duplex
· La auto negociación se definición por primera vez en 1995, bajo el estándar 802.3u. posteriormente hubo una actualización en 1999, IEEE 802.3 ab, donde se especificó el protocolo Gigabit Ethernet.
· La auto negociación se usa en dispositivos que son capaces de proveer diferentes velocidades de transmisión y diferentes modo duplex. Cada dispositivo va a declarar sus posibles modos de operación, después, los dos dispositivos eligen el mejor modo posible de operación dentro de los que previamente han compartido.
· La detección paralela se usa cuando un dispositivo que tiene la capacidad de auto negociación se conecta a otro dispositivo que no tiene esta capacidad. De este modo, el dispositivo con capacidad de auto negociación puede determinar la velocidad del otro dispositivo pero no podrá determinar el modo de operación (half o full duplex), por consiguiente, se dará por hecho que el modo de operación es half duplex.
· Si los dispositivos utilizan diferentes modos de operación (uno half y el otro full) entonces resultará en mismatch duplex. Y el resultado es que habrá conectividad, pero esta será lenta
Link Aggregation
· El estándar 802.3ad describe al Link Aggregation, que permite más de un enlace ser usado entre dos switches para incrementar el ancho de banda y agregar resiliencia. El enlace se selecciona con base a la dirección MAC de origen o Destino.
· También conocido a veces como port trunking permite a mis de un enlace full duplex ser usado entre dos switches Ethernet. en un solo enlace troncal todos los enlaces deben operar con la misma velocidad.
· El uso de Link aggregation entre dos switches incrementa el ancho de banda total entre ambos dispositivos. El tráfico entre ambos enlaces siempre seleccionará el mismo enlace. Esto quiere decir que para una comunicación punto a punto, el ancho de banda máximo disponible estará limitado por un solo enlace en el puerto troncal.
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Para una mejor guia, este enlasce te lleva a publicación anterior: https://forum.huawei.com/enterprise/es/red-sdn-huawei-principios-de-comunicación-de-capa-2-redes-ethernet-i/thread/618844-100235
Y proximamente, espera el enlace de la publicacion siguiente: <proximamente>
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