D-Link mayor proveedor de conectividad, comunicación de datos y networking, esta empresa está dedicada a la fabricación y comercialización de hardware que permite a las personas el compartimiento de recursos y la comunicación entre una red. Esta empresa tiene certificaciones ISO9001, ISO9002 e ISO14001. Esta empresa fue la primera en ofrecer soluciones innovadoras de ahorro de energía sin sacrificar el rendimiento de sus productos.

Conceptos básicos:

Hub: Retransmiten la señal de los puertos, Operan como repetidores y los usuarios pueden compartir el ancho de banda

Bridges:

Se usan para dividir un segmento de Ethernet en más de uno (múltiples), y con esto reducir la congestión de la red.

Analizan tramas, tienen la propiedad de almacenar tramas entre dos o más segmentos.

Estos dispositivos operan mediante el aprendizaje de las direcciones físicas de los equipos conectados a una red, esto sirve para que posteriormente puedan tomar la decisión de enviar o filtrar una trama.

¿Qué son los switches?

Son la evolución de los bridges, tiene mayor densidad de puertas, en el caso de los switches LAN tienden a estar conectados con segmentos homogéneos (iguales) LAN-LAN.

Tienen un mejor medio de comunicación, pueden tener más de una conversación simultánea, comunicación full-dúplex y se adapta a las características del medio en donde trabaja.

Una de las principales características que vi de estos dispositivos fue que pueden dividir la red en diferentes dominios de colisión y que además pueden filtrar el tráfico, haciendo de ello una ventaja más al poder hacer más eficiente el uso de ancho de banda.

Las principales razones para comprar un switch

Comunicación libre de colisiones

El ancho de banda es dedicado en cada uno de sus puertos

Puedes tener varias conversaciones simultáneas

La red es más confiable y tiene un rendimiento más eficaz

Tiene un mantenimiento más fácil

Puedes ocupar la infraestructura de cableado ya existente

¿Por que se necesitan los switches?

Porque cada vez hay más usuarios conectados, hay más aplicaciones que dependen directamente de las redes, las aplicaciones cada vez son más grandes y poderosas que requieren más información y en algunos casos las aplicaciones requieren funciones en tiempo real.

Hub vs Switch

El Hub una de sus desventajas que tiene es que los usuarios conectados en red compiten por el ancho de banda y acceso al medio, en cambio el switch se segmentara un ancho de banda a cada uno de los usuarios.

El Hub solo puedes tener acceso a una conversación a la vez, mientras que en el switch puede soportar varias conversaciones simultaneas

Tecnologías switch

Los switch LAN se categorizan mediante el método de tramas que suporten, los métodos más usados son Store$Forward, Cut-Through y Fragment Free

El primer método Store&Forward se define como:

La trama se almacena por completo en el switch, se chequea el crc y se verifica que la trama no sea ni runt o giant, se checa la tabla de direcciones Mac y basado en lo anterior el switch envía la trama a su destino.

Método Cut-Through:

Aquí el switch copia nada mas la dirección del destino (mediante los primeros 6 bytes seguidos del preámbulo) en sus búfer, luego checa la Mac address y determina la puerta de salida y finalmente la trama se envía a su destino.

Las ventajas que tiene este proceso son: la baja latencia, los métodos de los entornos van a una sola velocidad y es aplicable a los switch Workgroups o de backbone

Las desventajas como que tiene son que: no detecta las tramas dañadas, la latencia se incrementa cuando existe congestión y esto afecta las velocidades de operación ya que son distintas, los requerimientos de filtrado lo descartan y sobre todo deben operar en entornos de igual velocidad.

Método Fragment Free

Se almacenan los primeros 64 bytes de la trama, checa que no haya errores de formato, luego verifica la Mac addres y finalmente después envía la trama a su destino.

Las ventajas que tiene este método es que la mayoría de errores ocurren en los primeros 64 bytes, filtra las colisiones tardías y tiende a tener menor latencia.

Sus desventajas reenvían las tramas con errores de crc

Ancho de banda

Los switches pueden ser clasificados según la proporción de ancho de banda:

Switching simétrico: proporciona anchos de banda distribuidos para cada puerta

Switching asimétrico: proporciona distintos anchos de banda para algunas puertas, son ideales para cliente/servidor, en el que el flujo de tráfico de múltiples clientes se realiza simultáneamente hacia el server.

Capacidad de buffer y control de congestión

Los switch con gran capacidad de buffer pierden muy pocas tramas durante periodos de congestión.

Capacidad de direcciones Mac

Quiere decir que corresponde al número de direcciones de estaciones que se pueden almacenar en una tabla de dirección Mac, mediante esto se establece el máximo número de estaciones que puede tener un segmento de red conectado a un switch.

Tecnologías avanzadas de los switches

Web based GUI (graphic user interface)

Esto permite que los administradores puedan configurar el switch desde cualquier estación conectada a la red mediante el browser estándar como el internet Explorer.

El browser es como una herramienta universal de acceso que se comunica directamente a cualquier dispositivo mediante el uso del protocolo http.

Flow control

Su función principal es el administrar el tráfico para dispositivos con modo de operación full dúplex, debe estar conectado a otro dispositivo que soporte el control de flujo.

Previene la saturación de la memoria, tiene una mayor velocidad con un número mínimo de paquetes perdidos y ayuda a la red a tener un mayor rendimiento.

Básicamente el Flow control tiene 3 etapas:

La primera es cuando la memoria del buffer del switch esta apunto de llamarse

La segunda es switch transmite un mensaje de pausa

Y en la tercera la estación realiza la pausa y luego comienza a transmitir

Port Truk

Esto permite agrupar hasta 8 puertas haciendo que trabajen en conjunto y combina el ancho de banda en una sola conexión.

Spanning tree protocol (STP)

Protocolo capa 2 que permite tener topologías redundantes libres de bucles

Los puertos redundantes los pone en estado “blocking”

Spanning tree protocol

Se envían BPDUs cada dos segundos, el switch con el bridge id más bajo será elegido como un “Root Bridge” por lo tanto ese id será el root.

Rapid Spanning Tree Protocol (RSEP)

Opera bajo los mismos principios de Spanning Tree, pero introduce nuevos estados para los puertos tales como:

Altérnate y el backup

Una de las grandes ventajas que tiene este método es el tiempo de convergencia reducido y que así clasifica de dos formas diferentes:

Link Type y Edge Type

Los puertos tipo Edge pasan directamente a forwarding ya que pueden crear bucles.

Puertos link se negocia el estado del puerto en el caso de una falla.

Protocolo de autentificación 802.1x

Es un protocolo de redes inalámbricas, los sistemas operativos xp y vista lo incluyen de fábrica, esta implementado de dos formas:

Por puerto aquí en este paso el usuario se identifica antes de acceder a la red

Por dirección Mac, permite el acceso a direcciones Mac que ya están autorizadas previamente.

Básicamente se define como un modelo de control de acceso que se basa en una arquitectura de cliente/servidor, pero a su vez tiene un protocolo de autentificación que va a restringir el acceso a una conexión LAN por medio de sus puertos accesibles. Los tres roles que tiene este protocolo son: cliente, servidor y autentificación.

Con LVAN: los usuarios no autorizados son bloqueados pero no tiene flexibilidad.

Con VLAN: los invitados solamente tienen acceso a algunos servicios y les provee recursos limitados.

IP-MAC-Binding

Cuando se tiene una IP-MAC-Port binding se detectan los paquetes que no coincidan con las ip-mac, el hacker es bloqueado y así se protege la integridad y confidencialidad de la información.

Sin la IP-MAC-Port Binding

Un hacking puede clonar las direcciones ip y Mac de la red y con eso obtener información de dicha red.

Web- based Authentication (Wac)

Es la característica diseñada para autentificar usuarios conectados al switch. En dicho caso quiere decir que al momento que el usuario ingresa a cualquier navegador (firefox, Safari, etc.) si es el caso de que tiene permisos se le permitirá el acceso en caso contrario no tendrá acceso.

Rol del switch

Servidor de autentificación sirve para las redes pequeñas

RADIUS Client es el que sirve para redes corporativas

Web-Based Authentication

En este caso se opta por el hecho de que en el momento que el switch ya no pueda soportar la base de datos local o si se tiene un servidor Radius este proceso puede ser utilizado para hacer la autentificación

Quality of Service

Muchos usuarios se quejan de que hay aplicaciones que no responden son lentas, tienen mala calidad en llamadas o con videoconferencias lentas, esto de una u otra manera afecta la productividad de los usuarios, en algunos casos la solución no siempre es aumentar el ancho de banda, la solución tangible puede ser la implementación de QoS. Cuando un cliente no utiliza los QoS se pierden paquetes cuando los buffers se saturan y a esa pérdida de datos se le llama Tail-drop. La aplicación de este servicio se podría dividir en las fases siguientes:

Best Effort: no se asigna ningún nivel de calidad

Integrated Services Model: esta aplicación solicita el nivel de calidad de la red

Differenciated Services Model: aquí la red reconoce el nivel de seguridad que requiere la aplicación

El procesamiento de QoS se hace nodo por nodo o también se pueden hacen en dominios, sobre todo es mucho más fácil adaptarse a internet

D-View algunas de sus características generales que tiene es que su administración es centralizada, tiene arquitectura modular, facilita el monitoreo de red, etc.

Backplane

Es el ancho de banda o velocidad que tiene un bus entre los chips dentro de la tarjeta lógica de un Switch

Conceptos de VLANs

Primero vamos a ver a que se refiere, es una red virtual, cada una de ellas forma parte de un dominio de Broadcast, al reducir dicho broadcast se reduce el trafico y con ello la congestión de red.

¿Por qué crear una VLAN?

Mejora el rendimiento, tiene una administración más simplificada, reduce costos, mayor seguridad, permite también una administración más dinámica de las redes. En cuanta seguridad ayudan a la red a segmentarla y la comunicación será controlada por tuteadores o switches de capa 3, limitan el alcance de los broadcast esto con la finalidad de evitar ser visto por un usuario no autorizado.

Ruteo

Es la acción de mover información entre redes desde un emisor a un receptor basados en las direcciones de la capa 3 (esta capa es la encargada de administrar las direcciones entre las subredes) por lo tanto cuando queremos conectar varias sub-redes es forzosamente necesario ocupar ruteadores.

Datos ip en el PC

Los datos necesarios para definir toda información ip del PC es tener: dirección de estación, mascara de sub-red, el direccionamiento Gateway que permite diferenciar entre distintas sub-redes.

Protocolos de red

En este punto cabe hacer un paréntesis ya que no siempre todos los protocolos son ruteables (sna, netbeui), hay rutedores que no solo aprenden las rutas de trafico que transitan sobre ellos, hay algunos que pueden intercambiar información de sus rutas (rip, ospf, bgp).

¿Qué es un Switch L3?

Es un ruteador multipuertos capa 3

Crea tablas y envió de paquetes, puede separar subredes VLANs y ip con mucha flexibilidad

¿Por qué usar un switch capa 3? Porque puede manejar un gran trafico de carga y puede instalarse en el backbone, es más rápido y económico, disminuye la carga de trabajo de los ruteadores, el costo por puerto baja y tiene una mejor efectividad.

Algunos de los beneficios que tiene este dispositivo son: protección de tormentas de broadcast, soporte multicast, QoS y es escalable.

Tecnología Stack cubre dos tipos de topologías la estrella y la red, la misma caja del dispositivo admite ambas arquitecturas

	Created by Raul Jiménez about 10 years ago

Note on conectividad, created by Raul Jiménez on 31/03/2014.

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