domingo, 23 de agosto de 2009

Switches y VLANs

La gama de artículos que encontré sobre estos temas sí que fué grande y variada, más de 42 y una serie de manuales, tutoriales y diapositivas (en una próxima entrada los voy a publicar para compartirlos, ténganme paciencia), aunque los que valieron la pena leer y lo hice a profundidad fueron 14 artículos y unos 10 entre manuales, tutoriales y diapositivas.

Como anécdota éste fué la primera tarea de la materia de Redes II que me tocó defender, ya que el Docente de la mencionada toma al azar 2 tareas presentadas para que sus autores la defiendan, en este caso me tocó a mi junto con otra compañera; y creo que lo hice bien ya que sacamos 8/10.

También recuerdo que algunos compañeros en vez de hacer "Técnicas de Conmutación de switches" se confundieron y presentaron "Técnicas de Conmutación de paquetes" y "Técnicas de Conmutación de Circuitos Virtuales", siendo que lo que se había pedido fué lo primero, no a nivel de Red, sino a nivel de Capa de Enlace de Datos (Es decir en los switches).

Éste resúmen que les presento trata sobre dos temas: Swtiches y VLANs. Cada uno de ellos con sus respectivas subsecciones, teoría, ejemplos y gráficos ilustrativos. Espero que les sea de mucha utilidad.

1.- Switches

Los switches son dispositivos de enlace de datos que permiten que múltiples segmentos de red se interconecten para formar una sola red de mayor tamaño.

Funciona básicamente en la capa 2 del modelo OSI (enlace de datos). Por esto son capaces de procesar información de las tramas; su funcionalidad más importante es en las tablas de dirección. Por ej.: una computadora conectada al puerto 1 del conmutador envía una trama a otra computadora conectada al puerto 2; el switch recibe la trama y la transmite a todos sus puertos, excepto aquel por donde la recibió; la computadora 2 recibirá el mensaje y eventualmente lo responderá, generando tráfico en el sentido contrario; ahora el switch conocerá las direcciones MAC de las computadoras en los puertos 1 y 2; cuando reciba otra trama con dirección de destino de alguna de ellas, sólo transmitirá la trama a dicho puerto disminuyendo así el tráfico de red y contribuyendo al buen funcionamiento de la misma.

Las tramas Ethernet contienen un campo con la dirección física de origen que puede ser utilizado por el switch para agregar una entrada a su tabla basándose en el número de puerto por el que ha recibido la trama. A medida que el tráfico se incrementa en la red, la tabla se va construyendo de forma dinámica. Para evitar que la información quede desactualizada (si se cambia un ordenador de sitio por ejemplo) las entradas desaparecerán cuando agoten su tiempo de vida (TTL), expresado en segundos.

Ejemplo.- En la Figura 1 tenemos representada una LAN mediante un switch, además también podemos apreciar una MAC table (una tabla de Direcciones MAC del switched principal) llena, en la primer columna de esta tabla (de izquierda a derecha) se encuentran las direcciones MAC de los hosts, mientras que la segunda columna se encuentran los puertos al que están conectados los hosts.

Figura 1.- Un switch que ha aprendido las direcciones MAC de los hosts.

Los switches separan dominios de colisión pero no de broadcast.

Cada puerto de un switch constituye un dominio de colisión distinto (las colisiones no se retransmiten por los puertos del switch). Este es el motivo por el cual la utilización de conmutadores reduce el número de colisiones y mejora la eficiencia de las redes. El ancho de banda disponible se reparte entre todos los ordenadores conectados a un mismo dominio de colisión.

1.1.- Técnicas de Conmutación de los Switches.

Existen diferentes técnicas de conmutación:
  • Fast forward o Envío Rápido (cut-trhought): La trama se conmuta al puerto de salida nada más conocer la dirección MAC.
- Ventajas: Disminuye la latencia.
- Inconvenientes: Requiere la misma velocidad en ambos puertos y no implementa control de errores.
  • Store and forward o Almacenamiento y Reenvío: Espera hasta que recibe completamente la trama para conmutarla.
- Ventajas: Almacena la trama completa, por lo que puede realizar control de errores o incluso filtrado de la misma.
- Inconvenientes: Aumenta la latencia.

2.- VLANs

Una VLAN se encuentra conformada por un conjunto de dispositivos de red interconectados (hubs, bridges, switches o estaciones de trabajo). La definimos como un segmento de red definido por software y es considerada como un dominio de Broadcast que pueden estar en el mismo medio físico o bien pueden estar sus integrantes ubicados en distintos sectores de la corporación.

Ejemplo.- LANs tradicional vs VLANs.

En la Figura 2 tenemos una red formada por tres LANs tradicionales.
Figura 2.- LANs tradicionales.

mientras que en la Figura 3 vemos un segmento de red formado por tres VLANs.
Figura 3.- VLANs.
2.1.- VLANs Por puerto.

Se configura por una cantidad "n" de puertos en el cual podemos indicar qué puertos pertenecen a cada VLAN. Para la Figura 3 tendríamos en el switch 9 puertos de los cuales el 1, 5 y 7 pertenecen a la VLAN 1; el 2, 3 y 8 a la VLAN 2 y los puertos 4, 6 y 9 a la VLAN 3, como lo indica la Tabla 1.

Tabla 1.- Configuración de una VLAN por puerto.
Ventajas:
  • Reducción del dominio de Broadcast.
  • Multiprotocolo: la definición de VLAN es independiente de los protocolos utilizados.
Desventajas:
  • Administración: Un movimiento en las estaciones de trabajo hace necesaria la reconfiguración del puerto del switch.
2.2.- VLANs por dirección MAC.

Los miembros de la VLAN están especificados en una tabla por su dirección MAC.

Tabla 2.- Configuración de una VLAN por por dirección MAC.
Ventajas:
  • Multiprotocolo.
  • Se pueden tener miembros en múltiples VLANs.
  • Facilidad de movimientos.
Desventajas:
  • Los Broadcast y Multicast se propagan por todas las VLANs.
  • Complejidad en la administración. En un principio todos los usuarios deben configurar de forma manual las direcciones MAC de cada una de las estaciones de trabajo.

1 comentario :

Encuesta: ¿Quién es el mejor catedrático de la carrera de Ing. Informática de la UAGRM?