Tema 3. Conmutación en redes de datos

Transcripción

1 Redes y Servicios de Telecomunicaciones Tema 3. Conmutación en redes de datos Peterson-Davie: 3.1, 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, Tanenbaum 5ªed 4.8 Portal Moodle Copyright 2010, Elsevier Inc. All rights Reserved 1

2 Contenido Conmutación de circuitos. Redes de datagramas. Circuitos virtuales. Encaminamiento fuente. Puentes y Conmutación en LANs. El árbol de alcanzabilidad. VLANs (LANs Virtuales). 2

3 Conmutación de circuitos vs de paquetes (a) Conmutación de circuitos (b) Conmutación de paquetes 3

4 Conmutación de circuitos y multiplexación 4

5 Conmutación de paquetes y colas salida Enlace FDX entrada conmutación entradas forwarding salidas Enlace FDX 5

6 Conmutación de circuitos y de paquetes: Cronogramas (a) conmutación de circuitos (b) conmutación de paquetes 6

7 Redes con datagramas: Destino Puerto A 3 B 0 C 3 D 3 E 2 F 1 G 0 H 0 Tabla de forwarding en el Switch 2 7

8 Redes con circuitos virtuales Tablas de circuitos virtuales S 1 S 2 S 3 Incoming Interface Incoming VC Outgoing Interface Outgoing VC Incoming Interface Incoming VC Outgoing Interface Outgoing VC Incoming Interface Incoming VC Outgoing Interface Outgoing VC Solo para el establecimiento 8

9 Redes con circuitos virtuales: Envío de paquetes 9

10 Encaminamiento fuente (1) 10

11 Encaminamiento fuente (2) Entrada al conmutador Salida del conmutador (a) rotación; (b) eliminación; (c) puntero. 11

12 Conmutación en Ethernet (Switching) Host Port A 1 B 1 C 1 X 2 Y 2 Z 2 Puente (Bridge) que conecta dos LANs difusivas 12

13 Puentes (Bridges) Transparentes Arquitectura de los protocolos en una red legacy Ethernet conmutada 13

14 Puentes (Bridges) Transparentes: Aprendizaje, olvido e inundación En cada Bridge una tabla de forwarding MAC Addr-Destino -> puerto local. Inicialmente vacía Cada paquete recibido: si MAC Addr-Destino ϵ tabla de forwarding => se encamina. En caso contrario se copia a todos los otros enlaces, por si acaso (inundación) backward learning : La tabla de forwarding se rellena con la MAC Addr-Origen de los paquetes Las entradas en la tabla se vacían por falta de uso 14

15 Puentes (Bridges) Transparentes: Caidas por Bucles ( Loops ) en la red 15

16 Spanning Tree Protocol: Objetivo Subtopología: sin bucles y con alcance total (No Óptimo pero Automático) a) Grafo topológico de red con bucles b) Posible árbol de expansión 16

17 STP: Ejemplo B A p1 p2 Root p1 p2 p3 p3 p8 p8 p4 p4 p9 p9 p5 p5 C p6 p6 p7 p7 D Sólo se envían paquetes desde/hacia los puertos del STP 17

18 Construcción del árbol ST: STP (Spanning Tree Protocol) Los puentes intercambian mensajes de señalización (BPDUs) en cada LAN: raíz-id coste bridge-id puerto-id Salto a salto, comparando los valores del mensaje, por la izquierda, a más pequeño: Se decide el puente raíz Para cada LAN se decide un único: puente designado: El de menor coste a la raíz y de id s más pequeños. Es el único encargado de copiar el tráfico de esa LAN. Cada puente marca su puerto raíz: El del camino más corto al raíz Cada puente marca sus puertos designados: Los que le conectan con las LANs para las que son el puente designado En cada puente sólo se copian paquetes desde/hacia los puertos: raiz y designados 18

19 STP: Algoritmo Salto a Salto B A p1 p2 Root p1 B,0,B,p3 A,0,A,p1 p2 p3 p3 p8 p4 p4 B,0,B,p4 C,0,C,p5 A,1,B,p4 p9 p6 p5 p5 C p6 p7 p7 t p8 D p9 Comportamiento temporal tal y como lo percibe el switch B 19

20 STP: El estado de cada puerto de un puente El STP fija el estado de cada puerto del puente. El forwarding en el bridge depende de dicho estado: Cada puerto puede estar: Blocking.- No copia ninguna trama que reciba (fuera del STP). Forwarding.- El puerto copia, aprende y olvida. Listening.- STP en construcción, no se sabe si es raíz, designado o nada (ni copia ni aprende). Learning.- STP en construcción, será forwarding pero el árbol no está completo. No copia pero aprende. Disabled.- El puerto no copia ni participa en la construcción del STP por decisión de un administrador de la red 20

21 STP: Resultado B p1(d) Root p1 A p2(d) p2 p3(r) p3 p8 p4(d) p4 p9 p5 p5(r) p7 C p7(d) p6 p6(b) p8(r) p9(d) Estado de los puertos: D Forwarding : En este estado están los puertos raíz (R) de cada switch y los puertos designados para cada segmento de LAN (D). Blocking : El resto de los puertos (B). 21

22 VLAN: LAN virtuales Subconjuntos de equipos trabajando en su propias LANs autónomas 22

23 Resumen Se ha visto: Los conceptos de conmutación de circuitos y de paquetes. Las redes de datagramas frente a las de circuitos virtuales. Los conceptos de puente, conmutador y de LANs conmutadas. El protocolo del árbol de alcanzabilidad (STP) para eliminación de bucles en LANs conmutadas. Redes locales virtuales (VLAN). 23