Introducción a Redes v7.0 (ITN) - Módulo 7: Conmutación Ethernet, Diapositivas de Computación aplicada

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Introducción a Redes v7.0 (ITN)

Módulo 7: Conmutación

Ethernet

Objetivos del módulo

Título del módulo: Ethernet Switching Objetivo del módulo : Explicar cómo funciona Ethernet en una red conmutada. Título del tema Objetivo del tema Trama de Ethernet Explicar la forma en que las subcapas de Ethernet se relacionan con los campos de trama. Dirección MAC de Ethernet Describir la dirección MAC de Ethernet. La tabla de direcciones MAC Explicar la forma en que un switch arma su tabla de direcciones MAC y reenvía las tramas. Velocidades y métodos de reenvío del switch Describir los métodos de reenvío de switch y la configuración de puertos disponibles para los puertos de switch de capa 2.

Tramas de Ethernet

Encapsulación Ethernet

• Ethernet funciona en la

capa de enlace de datos

y en la capa física.

• Es una familia de

tecnologías de red

definidas en los

estándares IEEE 802.2 y

Tramas de Ethernet

Subcapas de enlace de datos

Los estándares 802 LAN/MAN, incluyendo

Ethernet, utilizan dos subcapas separadas de

la capa de enlace de datos para operar:

• Subcapa LLC : (IEEE 802.2) Coloca información en la trama para identificar qué protocolo de capa de red se utiliza para la trama.
• Subcapa MAC : (IEEE 802.3, 802.11 o 802.15) Responsable de la encapsulación de datos y control de acceso a medios, y proporciona direccionamiento de capa de enlace de datos.

Trama de Ethernet Subcapa MAC

Acceso de medios

• La subcapa MAC IEEE 802.3 incluye las especificaciones para diferentes estándares de comunicaciones Ethernet sobre varios tipos de medios, incluyendo cobre y fibra.
• Ethernet heredada que utiliza una topología de bus o concentradores, es un medio de dúplex medio compartido. Ethernet a través de un medio semidúplex utiliza un método de acceso basado en contencion, detección de accesos múltiples/detección de colisiones (CSMA/CD).
• Las LAN Ethernet de hoy utilizan conmutadores que funcionan en dúplex completo. Las comunicaciones dúplex completo con conmutadores Ethernet no requieren control de acceso a través de CSMA/CD.

7.2 Dirección MAC de

Ethernet

Direcciones MAC Ethernet

Dirección MAC Ethernet

• En una LAN Ethernet, cada dispositivo de red está conectado a los mismos medios compartidos. El direccionamiento MAC proporciona un método para la identificación del dispositivo en la capa de enlace de datos del modelo OSI.
• Una dirección MAC de Ethernet es una dirección de 48 bits expresada con 12 dígitos hexadecimales o 6 bytes. Debido a que un byte equivale a 8 bits, también podemos decir que una dirección MAC tiene 6 bytes de longitud.
• Todas las direcciones MAC deben ser únicas para el dispositivo Ethernet o la interfaz Ethernet. Para garantizar esto, todos los proveedores que venden dispositivos Ethernet deben registrarse con el IEEE para obtener un código hexadecimal único de 6 (es decir, 24 bits o 3 bytes) denominado identificador único de organización (OUI).
• Una dirección MAC Ethernet consta de un código OUI de proveedor hexadecimal 6 seguido de un valor hexadecimal asignado por el proveedor 6.

Direcciones MAC Ethernet Procesamiento de Tramas

• Cuando un dispositivo reenvía un mensaje a una red Ethernet, el encabezado Ethernet incluye una dirección MAC de origen y una dirección MAC de destino.
• Cuando una NIC recibe una trama de Ethernet, examina la dirección MAC de destino para ver si coincide con la dirección MAC física que está almacenada en la RAM. Si no hay coincidencia, el dispositivo descarta la trama. Si hay coincidencia, envía la trama a las capas OSI, donde ocurre el proceso de desencapsulamiento. Nota: las NIC Ethernet también aceptan tramas si la dirección MAC de destino es un grupo de difusión o de multidifusión del cual es miembro el host.
• Cualquier dispositivo que sea la fuente o destino de una trama Ethernet, tendrá una NIC Ethernet y, por lo tanto, una dirección MAC. Esto incluye estaciones de trabajo, servidores, impresoras, dispositivos móviles y routers.

Direcciones MAC de Ethernet

Dirección MAC de difusión

Cada dispositivo de la LAN Ethernet recibe y procesa una trama de difusión Ethernet. Las características de una transmisión Ethernet son las siguientes:

• Tiene una dirección MAC de destino de FF-FF- FF-FF-FF-FF en hexadecimal (48 unidades en binario).
• Está inundado todos los puertos del conmutador Ethernet excepto el puerto entrante. No es reenviado por un router.
• Si los datos encapsulados son un paquete broadcast IPv4, esto significa que el paquete contiene una dirección IPv4 de destino que tiene todos los (1s) en la parte del host. Esta numeración en la dirección significa que todos los hosts de esa red local (dominio de difusión) recibirán y procesarán el paquete.

Direcciones MAC de Ethernet

Dirección MAC de multidifusión

Un grupo de dispositivos que pertenecen al mismo grupo de multidifusión recibe y procesa una trama de multidifusión Ethernet.

• Hay una dirección MAC de destino 01- 00 - 5E cuando los datos encapsulados son un paquete de multidifusión IPv4 y una dirección MAC de destino de 33-33 cuando los datos encapsulados son un paquete de multidifusión IPv6.
• Existen otras direcciones MAC de destino de multidifusión reservadas para cuando los datos encapsulados no son IP, como el Protocolo de árbol de expansión (STP).
• Se inundan todos los puertos del conmutador Ethernet excepto el puerto entrante, a menos que el conmutador esté configurado para la indagación de multidifusión. No es reenviado por un enrutador, a menos que el enrutador esté configurado para enrutar paquetes de multidifusión.
• Debido a que las direcciones de multidifusión representan un grupo de direcciones (a veces denominado “grupo de hosts”), solo se pueden utilizar como el destino de un paquete. El origen siempre tiene una dirección de unidifusión.
• Al igual que con las direcciones de unidifusión y difusión, la dirección IP de multidifusión requiere una dirección MAC de multidifusión correspondiente.

La tabla de direcciones MAC

Nociones básicas de switches

• Un switch Ethernet de capa 2 usa direcciones MAC de capa 2 para tomar decisiones de reenvío. No tiene conocimiento de los datos (protocolo) que se transportan en la porción de datos de la trama, como un paquete IPv4, un mensaje ARP o un paquete IPv6 ND. El switch toma sus decisiones de reenvío basándose únicamente en las direcciones MAC Ethernet de capa 2.
• Un switch Ethernet examina su tabla de direcciones MAC para tomar una decisión de reenvío para cada trama, a diferencia de los hubs Ethernet heredados que repiten bits en todos los puertos excepto el puerto entrante.
• Cuando un conmutador está encendido, la tabla de direcciones MAC está vacía Nota: A veces, la tabla de direcciones MAC se conoce como “tabla de memoria de contenido direccionable (CAM)”.

La tabla de direcciones MAC

Aprendizaje del Switch y reenvío (cont.)

Examinar la dirección MAC de origen (aprender) Se revisa cada trama que ingresa a un switch para obtener información nueva. Esto se realiza examinando la dirección MAC de origen de la trama y el número de puerto por el que ingresó al switch. Si la dirección MAC de origen no existe, se la agrega a la tabla, junto con el número de puerto de entrada. Si la dirección MAC de origen existe, el switch actualiza el temporizador de actualización para esa entrada. De manera predeterminada, la mayoría de los switches Ethernet guardan una entrada en la tabla durante cinco minutos. Nota: Si la dirección MAC de origen existe en la tabla, pero en un puerto diferente, el switch la trata como una entrada nueva. La entrada se reemplaza con la misma dirección MAC, pero con el número de puerto más actual.

La tabla de direcciones

MAC Filtrado de tramas

A medida que un switch recibe tramas de diferentes dispositivos, puede completar la tabla de direcciones MAC examinando la dirección MAC de cada trama. Cuando la tabla de direcciones MAC del switch contiene la dirección MAC de destino, puede filtrar la trama y reenviar un solo puerto.

7.4 Velocidades de Switch y

métodos de reenvío