PDF de programación - Hubs y puentes Ethernet

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Hubs y puentes Ethernet

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes

•
•
•

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
Protocolos de Internet

4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Hubs y repetidores

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I

S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

Repetidores

•
•
•
•
•

“Repetidor”
“Hub”
“Hub repetidor”
“Concentrador”
“Concentrador de cableado”

• Nivel 1 OSI (nivel físico)
• Regeneración de la señal

eléctrica

• No tienen direcciones MAC
• No modifican las tramas

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

Repetidores

• Unir “segmentos” Ethernet formando un solo “dominio de

colisión”

• Exceder los límites de distancia y número de hosts conectados

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Repetidor

Máximo 500m

Máximo 500m

Repetidores

• Unir

“segmentos” Ethernet

“dominio de colisión”

formando un solo

• Exceder los límites de distancia y número de hosts

conectados

,



I

I

S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

,



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

Conexión de hubs 10Base-T
idéntica
• Los puertos de ambos hubs

tienen

disposición de pares
Interconexión mediante cable cruzado

•

Cable cruzado

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Conexión de hubs 10Base-T

• Muchos hubs poseen un puerto de “uplink”
• Este puerto tiene los pares como un PC
• Se puede conectar mediante cable recto a un puerto normal de

otro hub

Cable recto

• Podría conectarse un PC a uno de estos puertos mediante un

cable cruzado

Interconexión de repetidores
• Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de

nivel físico (coaxial, par trenzado)

• Límites en el número de ellos que puede haber entre

dos hosts

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I



I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Puentes

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I



I

Necesidad

• Queremos aumentar las distancias (unir

LANs alejadas)

• Exceder los límites de número de hosts
• Mejorar utilización del medio
• Alternativas

– Routers
– Puentes

Puentes

• Repetidores unen segmentos Ethernet a

nivel físico ⇒ un dominio de colisión

• Puentes unen segmentos Ethernet a nivel

de enlace

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Red

Enlace

Físico

Medio

Hub

Hub

Dominio de colisión

Hub

Hub

Puente

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Puentes

•

Idealmente de un dominio a otro reenvían solo las
tramas dirigidas a estaciones del otro dominio

Red

Enlace

Físico

Medio

A → B

A

Hub

Hub

B

Puente

C → A

C

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Puentes

Puente

Hub

Hub

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

Bridged Local Area Network

• La denominación de LAN

indistintamente

se

suele usar

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I



I

Puentes : ¿Cómo?

Hub

Hub

Puente

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

Funcionamiento
• Conectado como una estación normal
• Modo promiscuo
• Reenvía las tramas dirigidas a estaciones conectadas a otro dominio
• No altera la trama (se mantienen las direcciones MAC origen y destino,

el Ethertype, los datos y el CRC, es decir, todo)

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Puentes

Puente

Hub

Hub

Hub

Hub

Dominio de colisión

Dominio de colisión

• Conmutador de paquetes (mayor latencia)
•
• Transparente para las estaciones

Las colisiones no se propagan (dominios de colisión separados)

– La LAN resultado se comporta lógicamente como un solo segmento

• Número entre dos estaciones no está limitado:

– Permite agrandar la red más allá de los límites de Ethernet.

• Pueden unir redes de diferente tecnología 802
• Separación de carga

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I



I

S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

I

Puentes: Arquitectura

• IEEE 802.1D
• Las direcciones están en el subnivel MAC así

que el puente funciona en ese subnivel

Hub

Hub

Puente

Red
(o LLC)
MAC

Físico

MAC

Físico

Físico

Físico

Físico

Red
(o LLC)
MAC

Físico

Medio

Medio

Medio

Medio

Puentes: Arquitectura

• Enlaces distantes (incluso a través de una WAN)

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I



I

Red
(o LLC)
MAC

MAC

MAC

Red
(o LLC)
MAC

Físico

Físico

Físico

Físico

Físico Físico

Físico

Físico

Medio

Medio

Medio

Medio

Medio

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Puentes: Arquitectura

• Pueden unir LANs de diferentes tecnologías 802

Hub

Puente

Red

LLC

MAC

Físico

LLC

MAC

MAC

Físico

Físico

Físico

Medio

Medio

Medio

Red

LLC

MAC

Físico

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

Learning Bridge

Lista de direcciones MAC asociada a cada puerto

If

MAC

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I



I

S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

Learning Bridge

Cuando ve una trama por un puerto:
- Apunta MAC origen asociada al puerto si no estaba ya

src: A, dst: All

If

E0

MAC

A

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I



I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I



I

Learning Bridge

MAC destino:
- Broadcast: reenvía la trama por todos los puertos menos aquel por

el que la recibió

src: A, dst: All

If

E0

MAC

A

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I



Learning Bridge

MAC destino:
- Buscar en las listas de los puertos:

o Si la encuentra en un puerto reenvía la trama solo por ese puerto

src: C, dst: A

If

E0

E1

MAC

A

C

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Learning Bridge

MAC destino:
- Buscar en las listas de los puertos:

o Si la encuentra en un puerto reenvía la trama solo por ese puerto
o Si no la encuentra en ninguna lista reenvía la trama por todos los

puertos menos por el que la leyó (inundación, flooding)

src: C, dst: B

If

E0

E1

MAC

A

C

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



I

Learning Bridge

Aging:
- Las entradas en la tabla “envejecen”
- Se renueva el contador al recibir una trama de esa estación
- Si caduca se elimina la entrada
- Cambio de tarjeta
- Reemplazamiento de host
-

¡ Memoria finita !

If

E0

E1

MAC

A

C

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á



I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I



I

Puentes y conmutadores

• Conmutador Ethernet (switch, switching-hub) es

básicamente un puente

• Los primeros puentes tenían pocos puertos (2)
• Un switch tiene uno por estación

Switch

,

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I



e
d
a
e
r

Á

I

I



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I

I



Puentes y conmutadores

• Puede otorgar un camino conmutado entre cada par de

estaciones para cada trama

• Cada pareja puede tener un canal dedicado con la capacidad

total de la LAN (micro-segmentación)

• Puede trabajar con múltiples tramas al mismo tiempo
• Los puertos pueden ser Full-Duplex

Hub

10Mbps

Switch

10Mbps

10Mbps

Medio compartido

Capacidad total 10Mbps

Medio conmutado

Capacidad total Nx10Mbps

Dominios de colisión y broa