Martha Alicia Moreno Quijada                                   

ADMINISTRACIÓN Y MANTENIMIENTO DE REDES

ING DANIEL ALBERTO LÒPEZ GORTAREZ

 

 

Capítulo 2: VLAN 1

 

                                                                       TOMADO DE: http://cisco.netacad.net

 

 

Conmutación y VLAN1

 

La conmutación es el proceso de tomar una trama que llega de una interfaz y enviar a través de otra interfaz. La diferencia entre los distintos modos de conmutación ("almacenar y enviar", "libre de fragmentos" y "conmutación rápida") radica en el momento en que los dispositivos toman la decisión de conmutar una trama entrante.

 

La conmutación es una tecnología que reduce la congestión en las LAN Ethernet, Token Ring y la Interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI) reduciendo el tráfico y aumentando el ancho de banda. Los switches LAN se utilizan frecuentemente para reemplazar hubs compartidos. Están diseñados para funcionar con infraestructuras de cable ya existentes, de manera que se puede instalar sin provocar disturbios en el tráfico de red existente. 

Actualmente en la comunicación de datos, todos los equipos de conmutación realizan dos operaciones básicas:

• Conmutación de tramas de datos: Esto ocurre cuando una trama llega a un medio de entrada y se transmite a un medio de salida.
• Mantenimiento de las operaciones de conmutación: un switch desarrolla y mantiene las tablas de conmutación.

Tanto puentes como switches conectan los segmentos LAN, utilizan una tabla de direcciones MAC para determinar el segmento al que se debe transmitir un datagrama y reducen el tráfico. Los switches son más funcionales que los puentes en las redes actuales porque operan a una velocidad mucho más alta que los puentes y soportan nueva funcionalidad, como por ejemplo las LAN virtuales (VLAN).

La diferencia entre la conmutación de Capa 2 y Capa 3 es el tipo de información que se encuentra dentro de la trama y que se utiliza para determinar la interfaz de salida correcta. Con la conmutación de Capa 2, las tramas se conmutan tomando como base la información de la dirección MAC. Con la conmutación de Capa 3, las tramas se conmutan tomando como base la información de la capa de red.

La conmutación de Capa 2 no mira dentro de un paquete para obtener información de la capa de red como lo hace la conmutación de Capa 3. La conmutación de capa 2 busca una dirección MAC destino dentro de una trama. Envía la información a la interfaz apropiada si conoce la ubicación de la dirección destino. La conmutación de capa 2 crea y mantiene una tabla de conmutación que ayuda a ubicar las direcciones MAC que pertenecen a cada puerto o interfaz

Los switches de Capa 2 utilizan la microsegmentación, un switch mejora el ancho de banda separando los dominios de colisión y enviando de forma selectiva el tráfico a los segmentos correspondientes de una red.

 

Los switches ofrecen muchas ventajas. Un switch LAN permite que varios usuarios puedan comunicarse en paralelo usando circuitos virtuales y segmentos de red dedicados en un entorno sin colisiones. Esto maximiza el ancho de banda disponible en el medio compartido. el poder del switch combinado con el software para la configuración de las LAN, otorga a los administradores de red gran flexibilidad para el manejo de la red.

 

 

 

 

Se pueden utilizar dos modos de conmutación para enviar una trama a través de un switch:  

1.      Almacenamiento y envío: la trama completa se recibe antes de que se realice cualquier tipo de envío. Se leen las direcciones destino y/u origen y se aplican filtros antes de enviar la trama. Se produce latencia mientras se recibe la trama; La detección de errores es alta debido a la cantidad de tiempo disponible para que el switch verifique los errores mientras espera la recepción de la trama completa.

2.      Método de corte: El switch lee la dirección destino antes de recibir la trama completa. La trama luego comienza a ser enviada antes de que esta llegue completamente.

2.1   Conmutación rápida y libre de fragmentos son dos formas de conmutación de método de corte.

a)      La conmutación rápida ofrece el nivel de latencia más bajo, al enviar inmediatamente un paquete luego de recibir la dirección destino. En el modo rápido, la latencia se mide desde el primer bit recibido al primer bit transmitido, o bien el primero en entrar y el primero en salir (FIFO).

b)      Conmutación libre de fragmentos: La conmutación libre de fragmentos filtra los fragmentos de colisión, que constituyen la mayoría de los errores de paquete antes de iniciar el envío. La conmutación libre de fragmentos espera hasta que se determine si el paquete no es un fragmento de colisión antes de enviar el paquete. En el modo libre de fragmentos, la latencia se mide como FIFO.

 

 

Una VLAN es una agrupación lógica de dispositivos de red o de usuarios que no se limita a un segmento de switch físico. Los dispositivos o usuarios de una VLAN se pueden agrupar por funciones, departamentos, aplicaciones, etc., independientemente de la ubicación física de su segmento. Una VLAN crea un dominio de broadcast único que no se restringe a un segmento físico y se considera como una subred. La configuración de la VLAN se realiza en el switch a través del software.

Protocolo Spanning Tree

 

La función principal del protocolo Spanning Tree es permitir rutas conmutadas/puenteadas duplicadas sin incurrir en los efectos de latencia de los loops en la red.

El algoritmo Spanning Tree, implementado por el protocolo Spanning Tree, evita los loops calculando una topología de red de Spanning Tree estable. Al crear redes tolerantes a las fallas, una ruta libre de loop debe existir entre todos los nodos Ethernet de la red. El algoritmo Spanning Tree se utiliza para calcular una ruta libre de loops. Las tramas Spanning Tree, denominadas unidades de datos del protocolo puente (BPDU), son enviadas y recibidas por todos los switches de la red a intervalos regulares y se utilizan para determinar la topología Spanning Tree.

Un switch utiliza el protocolo Spanning Tree en todas las VLAN basadas en Ethernet y Fast Ethernet. El protocolo Spanning Tree detecta y elimina loops colocando algunas conexiones en modo de espera, que se activa en caso de una falla de conexión activa. Una instancia separada del protocolo Spanning Tree se ejecuta dentro de cada VLAN configurada, asegurando las topologías Ethernet que cumplen con los estándares de la industria en toda la red

Los estados del protocolo Spanning Tree son los siguientes:

• Bloquear: Ninguna trama enviada, se escuchan BPDU
• Escuchar: Ninguna trama enviada, escuchar tramas.
• Aprender: Ninguna trama se envía, aprender direcciones.
• Enviar: Tramas enviadas, aprender direcciones.
• Desactivado: Ninguna trama enviada, no se escuchan BPDU

El estado para cada VLAN es establecido inicialmente por la configuración y luego modificado por el proceso de protocolo Spanning Tree. Se puede determinar el estado, costo y prioridad de los puertos y las VLAN utilizando el comando show spantree. Después de que se determina el estado puerto a VLAN, el Protocolo Spanning Tree determina si el puerto envía o bloquea las tramas. Los puertos se pueden configurar para entrar directamente en el modo de envío del protocolo Spanning Tree cuando se realiza una conexión, en lugar de seguir la secuencia habitual de bloqueo, aprendizaje y luego envío. La capacidad para pasar rápidamente del modo Bloquear al modo Enviar en lugar de atravesar los estados de puerto de transición resulta muy útil en situaciones donde se requiere el acceso inmediato a un servidor.