TRANSMISIÓN DE DATOS
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TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED PowerPoint PPT Presentation


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TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED. Ángel Moreno Departamento de Automática Universidad de Alcalá de Henares. CONTENIDO. Repetidores (repeaters) Concentradores (hubs) Puentes (bridges) Conmutadores (switches) Encaminadores (routers). REPETIDORES. Atenuación

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TRANSMISIÓN DE DATOS DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN DE RED

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Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

TRANSMISIÓN DE DATOS

DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN

DE RED

Ángel Moreno

Departamento de Automática

Universidad de Alcalá de Henares


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONTENIDO

  • Repetidores (repeaters)

  • Concentradores (hubs)

  • Puentes (bridges)

  • Conmutadores (switches)

  • Encaminadores (routers)


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

REPETIDORES

  • Atenuación

  • Características de los repetidores

  • Dominio de colisiones

  • Dominio de difusión


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

REPETIDORES

  • La señal se atenúa gradualmente con la distancia

  • Los protocolos del nivel físico y de enlace especifican la longitud máxima y mínima del cable

    • La atenuación es uno de los factores principales que limitan la longitud máxima

  • Repetidores: extienden la longitud máxima del cable

    • Amplifican la señal

    • No suelen encontrarse aislados

    • Labor puramente eléctrica

    • Trabajan en el nivel físico de la red

    • No filtran los datos que viajan por la red


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

REPETIDORES

  • Dominio de colisiones

    • Grupo de ordenadores conectados por una red

    • Si dos de ellos transmiten simultáneamente, se produce una colisión

  • Dominio de difusión

    • Grupo de ordenadores conectados por una o varias redes

    • Si uno de ellos realiza una transmisión de difusión, llega a todos ellos

  • Las características del protocolo también limitan la distancia máxima que puede recorrer una señal en un dominio de colisiones


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES

  • Características

  • Pasivos

  • Repetidores

  • MAU de Token Ring

  • Inteligentes

  • Aislados, apilables y modulares


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES

  • Centro de cableado para una red en estrella

  • Conecta un conjunto de equipos en un mismo dominio de colisiones

  • El tráfico que llega a cualquiera de los puertos se propaga a todos los demás

  • Puertos y hardware diferente en función del medio de red

  • Puede disponer de LEDs para indicar existencia de dispositivo, tráfico o colisiones

  • En Token Ring se denomina Unidad de acceso multiestación (MAU)


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES

  • Concentrador pasivo

    • Conexiones de cable pasando a los demás puertos todas las señales que entran por cualquiera de ellos

    • Opera a nivel físico

    • No amplifica la señal

  • Concentrador repetidor (repetidor multipuerto)

    • A veces ajusta la señal en el tiempo

      • Puede disminuir el rendimiento por el procesamiento

      • Menor pérdida de paquetes y colisiones

    • Cada uno de los cables puede tener la longitud máxima

    • Se pueden conectar en árbol jerárquicamente

      • Respetando el número máximo por trayecto


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES

  • MAU de Token Ring

    • Topología lógica en anillo

    • El tráfico de entrada se pasa a los puertos por turno

    • Conmutadores para reconfigurar el anillo

    • Ring-in, ring-out para extender la red

  • Concentrador inteligente

    • Integra posibilidades de administración

    • SNMP o interfaz HTML

    • Proporciona información acerca de los concentradores y equipos de la red conectados a ellos

    • Permite detectar fallos en puertos y equipos


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONCENTRADORES

  • Concentradores aislados

    • Entre 4 y 16 puertos. Pequeñas redes

    • Puerto de enlace de subida: sin cruce de cables

    • Conexiones para red troncal

  • Concentradores apilables

    • Mayores posibilidades de expansión

    • Funcionalmente forman un concentrador mayor

    • Una única unidad inteligente puede gobernarlos a todos

  • Concentradores modulares

    • Chasis para tarjetas con alimentación común

    • Placa posterior de comunicación

    • Admiten varias tecnologías simultáneamente


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Características

  • Locales

  • De traducción

  • Remotos

  • Transparentes

  • Algoritmo del árbol de expansión

  • Encaminamiento en origen


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Operan a nivel del Enlace de datos

  • Varias interfaces de red, cada una con su propia MAC

  • Filtrado de tramas

    • Operan en modo promiscuo, leyendo todas las direcciones

    • Si la trama es del mismo segmento la descartan

    • Si no, la reenvían por el puerto adecuado

    • Envían los mensajes de difusión por todos los puertos

  • No reenvían nada hasta recibir toda la trama

  • Mismo dominio de difusión, distintos dominios de colisiones

  • Funciones de repetición de un concentrador


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Locales

    • Filtrado de paquetes y repetición

    • Segmentos de red del mismo tipo (sub-nivel MAC)

    • Ni traducción ni almacenamiento

  • De traducción

    • Conecta segmentos con velocidades o protocolos diferentes

    • Se encapsulan de nuevo a sub-nivel LLC

    • Mayor complejidad, coste y retardo

    • No existe un estándar ampliamente aceptado

  • Remotos

    • Conecta segmentos de red unidos por WAN

    • Minimiza el tráfico y adapta velocidades


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Transparentes: tabla interna puertos - direcciones

Nodo 3

Nodo 4

Nodo 5

Nodo 6

RED B

RED C

RED A

Nodo 1

Nodo 2


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Bucles de puentes

    • Puentes redundantes por seguridad

    • Entradas equivocadas en tablas

    • Tormentas de difusión

Nodo 1

RED A

Nodo 2

RED B


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Algoritmo del árbol de expansión

    • Original de DEC, estándar 802.1d del IEEE

    • Se asigna un identificador a cada puente

    • Se asigna un coste de trayecto e identificador por puerto

      • Puente raíz: aquel de menor valor de identificador

      • Coste de trayecto raíz

      • Puente y puerto designado para cada segmento

    • El resto de puentes del segmento permanece inactivo

    • Proceso: intercambio de mensajes BPDU

      • Inicialmente todos asumen que son puente raíz

      • Según reciben mensajes tomas decisiones

    • Periódicamente actualizan la información


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

PUENTES

  • Puentes con encaminamiento en origen

    • Alternativa a los puentes transparentes en Token Ring

    • El equipo origen determina la ruta hacia el destino y la incluye en cada trama

    • Descubrimiento de rutas

    • Tramas de difusión a todos los anillos

      • Cada puente añade su indicador de trayecto a la trama

      • El sistema destino trasmite una respuesta por trama

      • Cuando llega al origen, selecciona la mejor ruta en función del tiempo, número de saltos o tamaño de trama

    • Poco eficiente: mensajes de difusión y tablas de encaminamiento en todos los puentes

  • Puentes transparentes con encaminamiento en origen


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONMUTADORES

  • Características

  • Aplicaciones

  • Conmutadores de envío inmediato

  • Conmutadores de almacenamiento y reenvío

  • Funcionamiento


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONMUTADORES

  • Puente multipuerto

    • Cada puerto es un segmento de red independiente

  • Sólo reenvía el tráfico por el puerto adecuado

    • Conexión dedicada entre segmentos

    • Con todo el ancho de banda

    • Sin congestión ni colisiones

    • Mayor seguridad al no ver el tráfico de otros segmentos

  • Operan a Nivel del Enlace de datos

    • Admiten cualquier protocolo de Nivel de Red

    • Aprenden la topología de la red


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONMUTADORES


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONMUTADORES

  • Conmutadores de envío inmediato

    • Lee dirección MAC de una trama de entrada

    • Busca la dirección en su tabla de reenvío

    • Comienza a transmitir de inmediato

  • Conmutadores de almacenamiento y reenvío

    • Almacena una trama completa antes de reenviarla

    • Comprueba CRC y otras condiciones de rendimiento

    • Descarta las tramas con errores

  • Conmutadores mixtos

    • Almacenamiento y reenvío hasta un umbral de error

    • Envío inmediato por encima del umbral


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

CONMUTADORES

  • Funcionamiento

    • Conmutación de barras cruzadas (conmutación en matriz)

      • Rejilla de conexiones entrada-salida

      • Totalmente basado en hardware

      • Utilización de búferes si la salida está ocupada

    • Conmutación de memoria compartida

      • Se almacenan en memoria los datos de entrada

    • Conmutación con arquitectura de bus

      • Se reenvía todo el tráfico a través de un bus común

      • Multiplexación por división en el tiempo para garantizar acceso por igual al bus

      • Cada puerto posee un búfer individual


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Características

  • Aplicaciones

  • Funciones

  • VLAN

  • Conmutación de Nivel 3


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Interconexión de LAN completamente independientes

    • Operan en el Nivel de Red

    • Selección inteligente de la mejor ruta de salida

    • Pueden conectar redes distintas

  • PDU del Protocolo del Nivel de red

    • Eliminan la cabecera del protocolo del Nivel de Enlace

    • Procesan la PDU del protocolo de Nivel de Red

    • Encapsulan con el protocolo de Nivel de Enlace de datos de la red de salida

  • Específicos del protocolo de Nivel de Red

    • El más extendido es IP


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Aplicaciones

    • Básica: conectar redes y pasar tráfico entre ellas

    • Conexión de dos LAN distantes por medio de una WAN

WAN


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Aplicaciones

    • Conexión de muchas LAN a una red troncal

      • Muchos equipos

      • Redes distantes

      • Diferentes medios físicos


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

Internet

WAN

ENCAMINADORES

  • Aplicaciones

    • Combinación de las anteriores: acceso a Internet

ISP


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Funciones

    • Evaluar los paquetes que llegan de cualquiera de las redes conectadas y enviarlo hasta su destino a través de otra red

      • Selecciona la red que proporciona la mejor ruta

      • Menor número de saltos (hops)

    • Posee información de las redes conectadas

      • Tipo de red y protocolos que admite

      • Tablas de encaminamiento: redes y equipos

      • Dirección de Nivel de Red (Ej. Dirección IP)

    • Descarte de paquetes: Tiempo de vida (saltos)

    • Fragmentación y reensamblado de paquetes


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • LAN virtual (VLAN)

    • Grupo de equipos de una red conmutada que funcionan como una subred

    • Revisten al armazón de la conmutación

    • Encaminadores para la comunicación entre VLAN distintas

    • Se crean con las direcciones MAC de los equipos

    • Puertos dedicados para la conexión a los encaminadores

    • Encaminamiento más lento que conmutación

      • “Conmuta siempre que puedas, encamina si no hay alternativa”

      • Configuración eficiente si, al menos, el 70% - 80% del tráfico es interno a la VLAN


Transmisi n de datos dispositivos de conexi n de red

ENCAMINADORES

  • Conmutación de Nivel 3

    • También utiliza el concepto de VLAN

    • Dentro de una VLAN, conmutación

    • Para VLAN diferentes

      • Establece la conexión por medio de los encaminadores

      • Todo el tráfico posterior lo soportan los conmutadores

    • Los conmutadores de nivel 3 combinan las funcionalidades de encaminador y conmutador en la misma unidad

      • Mejores prestaciones que un encaminador estándar

      • Optimizados para LAN y MAN, no para WAN

    • Tecnología aún no consolidada

      • Incompatibilidades entre fabricantes

      • Gran potencial como solución de fututo


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