Realizado por:

Katty C. Faria M C.I. 14922352

Dispositivos y Protocolos de Interconexión

Dispositivos de Interconexión

Dispositivo de Red

Capa de Mod. OSI

Capa de Mod. TCP/IP

Repetidor (Repeater) Física Física

Concentrador (Hub) Física Física

Conmutador (Switch)

Enlace de Datos Acceso a la Red

Puente (Bridge)Enlace de Datos Acceso a la Red

Enrutador (Router) Red Internet

Compuerta (Gateway)

Transporte y/o Sesión

Transporte

Dispositivos: RepetidorUn repetidor une dos segmentos del

mismo tipo de red sin embargo, los cables que une pueden ser diferentes, por ejemplo coaxial y fibra óptica.

Dispositivos: RepetidorDispositivo hardware encargado de

amplificar, regenerar y retemporizar la señal.

Permite que los bits viajen a mayor distancia a través de los medios.

No entiende de formatos, copia cualquier señal eléctrica (ruido e interferencias también).

No filtra tráfico de Red

Un Hub es un dispositivo que actúa como punto de conexión central entre los nodos que componen una red. Topología física en estrella pero lógica de bus.

Los equipos conectados al hub son miembros de un mismo segmento de red, y comparten el ancho de banda del hub para sus comunicaciones.

Dispositivos: Hub

Son repetidores multipuertos: interconectan varios dispositivos en forma económica y sencilla.

Ventaja:

Aumenta la confiabilidad de la red, ya que si cualquier cable falla no afecta a la red.

Desventaja:

Transmite por difusión. Colisiones.

Dispositivos: Hub

Los Hub pueden ser de dos tipos:Activos: realizan la regeneración de

la señal que reciben antes de ser enviada.

Pasivos: en este caso no regeneran la señal, limitándose a interconectar los equipos.

Dispositivos: Hub

Cuando un equipo envía un mensaje, los datos llegan al hub y éste los regenera (si es un concentrador activo) y los retransmite a todos sus puertos, excepto al puerto que emite el mensaje.

El hub no divide dominios de colisión, ni dominios de broadcast.

Hub: Funcionamiento

Dispositivos: Bridge o Puente

Los puentes son dispositivos que pueden conectar a varias LAN entre sí. Generalmente conectan LAN con idénticos protocolos de capa física y de acceso al medio (MAC).

Deben tener una memoria temporal para albergar las tramas a intercambiar de LAN .

Mantienen una tabla de direcciones físicas MAC para saber qué tramas van a una LAN y qué otras van a otra LAN .

Desde el punto de vista de cada estación, todas las demás estaciones están en su misma LAN y es el puente el encargado de encaminar las tramas.

Puente: Funciones

Las funciones de un puente son:

Dividir una red de área local en dos redes de menor tamaño. Cuando una red de área local se hace demasiado grande, en cuanto a número de nodos, debe ser dividida para que su rendimiento sea mejor.

Interconectar redes de área local, pudiendo tener protocolos de nivel de enlace o medios de transmisión distintos. Como puede ser la interconexión de una red inalámbrica a una de cable o una red Ethernet a otra Token Ring.

Controlar las tramas defectuosas.

Puente: Funcionamiento

El puente entrará en funcionamiento, pasando la información, sólo cuando el nodo de un segmento envíe información al nodo del segmento al otro lado del puente.

Cada puente va almacenando en memoria una tabla de direcciones MAC asignada a cada uno de sus puertos De esta manera, cuando llega una trama, comprueba la dirección MAC, la compara con el “mapa” que posee en memoria y la envía por el puerto adecuado.

Bridge o Puente

Ventajas Cuando se conectan varias LAN con puentes, el

fallo en una LAN no implica el fallo en la otra . Varias LAN pequeñas tienen mayores prestaciones

que una grande. Reduce el dominio de colisión. Las longitudes de cableado son menores . Cuando hay dos LAN separadas geográficamente ,

es más sencillo y barato conectarlas con un puente que usar cable coaxial.

Divide el dominio de colisión, pero no el dominio de broadcast.

Bridge o Puente

Encaminamiento Estático: Los puentes tienen de antemano unas

rutas predefinidas para el tránsito de tramas. En el origen: Cada estación origen envía una trama

de control a una estación de destino de forma que cuando ésta recibe la trama, responde informando sobre el camino que ha seguido esta trama .

Con árbol de Expansión: automatizan un proceso de creación de tablas de encaminamiento actualizada, su información cambia dinámicamente.

Bridge o Puente

Construcción dinámica de la tabla• Las entradas de la tabla caducan para adaptarse a cambios

de topología

Dispositivos: Switch o Conmutador

Es un dispositivo que permite la interconexión de computadoras entre si.

También permite segmentar una red para aumentar su rendimiento a nivel de enlace.

A diferencia de los puentes, los switch sólo permiten conectar redes que utilicen los mismos protocolos a nivel físico y de enlace.

Filtran y dirigen tramas entre los segmentos de la red de área local proporcionando un ancho de banda dedicado.

Dispositivos: Switch o Conmutador

Conoce los dispositivos que tiene conectados a cada uno de sus puertos .

Cuando se enchufa no conoce las direcciones de los disposivos de sus puertos, las aprende a medida que circula información a través de él.

Dispositivos: Switch o Conmutador

Un switch divide el dominio de colisiones. Tiene tantos dominios de colisión como bocas posea.

Un switch no divide el dominio de broadcast, ya que la red segmentada se ve como una sola.

Switch o ConmutadorCuando un “switch” no conoce la dirección MAC de destino

envía la trama por todos sus puertos, al igual que un HUB. Cuando hay más de un ordenador conectado a un puerto de un “switch” este aprende sus direcciones MAC y cuando se envían información entre ellos no la propaga al resto de la red, a esto se llama filtrado.

Operan a velocidades mucho más altas que los puentes.

Los datos pueden conducirse por rutas separadas, mientras que en el hub, las tramas son conducidas por todos los puertos.

Dispositivos: Router

Hardware o software que permite interconectar redes entre sí.

Como funciona a nivel de red los protocolos de comunicación en los niveles superiores, a ambos lados del router, deben ser iguales.

Toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red interconectada.

Comparte información con otros enrutadores.

Divide el dominio de Broadcast

Router: Funcionamiento

Al recibir un paquete, debe extraer de éste la dirección del destinatario y decidir cuál es la mejor ruta, a partir del algoritmo y tabla de enrutamiento que utilice.

Además un router dispone de sus propias direcciones a nivel de red.

Un router necesita de una serie de parámetros básicos para que pueda funcionar correctamente, como son:

Direcciones de los puertos y redes a las que está conectado.

Algoritmos de enrutamiento que va a utilizar.

Tablas de enrutamiento

¿Cómo determina un router la mejor ruta?

El router utiliza la tabla de rutas y evalúa la métrica. La ruta escogida es aquella que tiene la métrica Menor.

¿Qué es la métrica?Es un valor generado por el enrutador o

asignado por el administrador para cada ruta, tomando en cuenta los diferentes factores que la afectan y sus pesos correspondientes.

Los componentes de la métrica son:Ancho de banda

Retardo

Carga

Confiabilidad

Número de saltos

Costo

Algoritmos de las tablas de enrutamiento

• No adaptativos o estáticos: No toman en cuenta los cambios. Las rutas se calculan manualmente y luego se introducen en la tabla de rutas (inundación)

• Adaptativos o dinámicos: Toman en cuenta los cambios de la topología y otros factores (vector de distancia, por estado de enlace, jerárquico)

Dispositivos: Gateway

Actúa como traductor entre sistemas que no utilizan los mismos protocolos de comunicaciones, formatos de estructuras de datos, lenguajes y/o arquitecturas.

Se utilizan cuando las redes son completamente distintas; por ejemplo, una red Novell con una red con arquitectura SNA o TCP/IP.

Gateway

Cuando una compuerta recibe un paquete de una red, ésta traduce el paquete del formato usado en la red a un formato común entre compuertas, y luego lo envía a otra compuerta, la cual después de recibirlo lo traduce del formato común al formato usado en la red destino, y por último lo envía a ésta.

Gateway

Normalmente una gateway se diseña utilizando un ordenador personal dedicado, con varias tarjetas de red y programas de conversión y comunicación.

Debe tener la capacidad suficiente para acoplar velocidades entre las líneas, realizar conversiones de protocolo y optimizar la ocupación de las redes.

Protocolo de Enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento son el conjunto de reglas utilizadas por un router cuando se comunica con otros router con el fin de compartir información de enrutamiento.

Dicha información se usa para construir y mantener las tablas de enrutamiento.

Un protocolo de enrutamiento es la aplicación de un algoritmo de enrutamiento en el software o hardware.

Un protocolo de enrutamiento es la aplicación de un algoritmo de enrutamiento en el software o hardware.

Tipos de EnrutamientoTIPO A:

-Interior: Administran rutas que interconectan redes dentro de un único sistema autónomo. Ejemplo de este tipo de enrutamiento esta en los protocolos RIP, IGRP, EIGRP y OSPF.

- Exterior: Administran rutas que conectan diferentes sistemas autónomos. Como ejemplo podemos ver BGP y EGP.

Tipos de Enrutamiento TIPO B:

Un Sistema Autónomo (SA) es un conjunto de redes, o de routers, que tienen una única política de enrutamiento y que se ejecuta bajo una administración común, utilizando habitualmente un único IGP.

Para el mundo exterior, el SA es visto como una única entidad.

Cada SA tiene un número identificador de 16 bits, que se le asigna mediante un Registro de Internet (como RIPE, ARIN, o APNIC), o un proveedor de servicios en el caso de los SA privados.

Así, conseguimos dividir el mundo en distintas administraciones, con la capacidad de tener una gran red dividida en redes más pequeñas y manipulables

Tipos de protocoloTIPO C:

1. Enrutamiento Estático. El principal problema que plantea mantener tablas de enrutamiento estáticas, es que el router no puede adaptarse por sí solo a los cambios que puedan producirse en la topología de la red.

Sin embargo, este método de enrutamiento resulta ventajoso en las siguientes situaciones:

un circuito poco fiable que deja de funcionar constantemente.

Un protocolo de enrutamiento dinámico podría producir demasiada inestabilidad, mientras que las rutas estáticas no cambian.

Se puede acceder a una red a través de una conexión de acceso telefónico. Existe una sola conexión con un solo ISP. En lugar de conocer todas las rutas globales, se utiliza una única ruta estática.

Un cliente no desea intercambiar información de enrutamiento dinámico

Tipos de enrutamiento2. Enrutamiento Predeterminado. Es una ruta estática que se

refiere a una conexión de salida o Gateway de “último recurso”. El tráfico hacia destinos desconocidos por el router se envía a dicha conexión de salida. Es la forma más fácil de enrutamiento para un dominio conectado a un único punto de salida. Esta ruta se indica como la red de destino 0.0.0.0/0.0.0.0.

3. Enrutamiento Dinámico. Los protocolos de enrutamiento mantienen tablas de enrutamiento dinámicas por medio de mensajes de actualización del enrutamiento, que contienen información acerca de los cambios sufridos en la red, y que indican al software del router que actualice la tabla de enrutamiento en consecuencia.

Intentar utilizar el enrutamiento dinámico sobre situaciones que no lo requieren es una pérdida de ancho de banda, esfuerzo, y en consecuencia de dinero.

Algoritmo de enrutamientoSe clasifican en:

a) Vector Distancia:

Determina la dirección y la distancia hacia cualquier enlace de la red.

Su métrica se basa en lo que se le llama en redes “Numero de Saltos”, es decir la cantidad de routers por los que tiene que pasar el paquete para llegar a la red destino, la ruta que tenga el menor numero de saltos es la mas optima y la que se publicará.

- Visualiza la red desde la perspectiva de los vecinos

- Actualizaciones periódicas

- Transmite copias completas o parciales de las tablas de enrutamiento

- Convergencia lenta

- Incrementa las métricas a través de las actualizaciones

Algoritmos de enrutamientob) Estado de enlace:

También llamado “Primero la Ruta Libre Mas Corta” (OSPF – Open Shortest Path First), recrea la topología exacta de toda la red.

Su métrica se basa el retardo ,ancho de banda , carga y confiabilidad, de los distintos enlaces posibles para llegar a un destino en base a esos conceptos el protocolo prefiere una ruta por sobre otra.

Estos protocolos utilizan un tipo de publicaciones llamadas Publicaciones de estado de enlace (LSA),que intercambian entre los routers, mediante estas publicación cada router crea una base datos de la topología de la red completa.

- Buscan una unión común de la topología de la red.

- Cada dispositivo calcula la ruta más corta a los otros routers.

- Las actualizaciones se activan por los eventos (cambios en la topología) de la red.

- Transmite actualizaciones.

Métrica La métrica es el análisis, y en lo que se basa el algoritmo del protocolo de enrutamiento dinámico para elegir y

preferir una ruta por sobre otra, basándoseen eso el protocolo creará la tabla de enrutamiento en el router, publicando sólo las mejores rutas

CLASES DE METRICA

- Numero de saltos: Número de routers por los que pasará un paquete.

- Pulsos: Retraso en un enlace de datos usando pulsos de reloj de PC.

- Coste: Valor arbitrario, basado generalmente en el ancho de banda, el coste económico u otra medida.

- Ancho de banda: Capacidad de datos de un enlace.

- Retraso: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.

- Carga: Cantidad de actividad existente en un recurso de red, como un router o un enlace.

- Fiabilidad: Se refiere al valor de errores de bits de cada enlace de red.

- MTU: Unidad máxima de transmisión. Longitud máxima de trama en octetos que puede ser aceptada por todos los enlaces de la ruta.

ConvergenciaEs el objetivo principal de todos los protocolos de

enrutamiento.

Cuando un conjunto de enrutadores converge significa que todos sus elementos se han puesto de acuerdo y reflejan la situación real del entorno de red donde se encuentran.

La velocidad con la que los protocolos convergen después de un cambio es una buena medida de la eficacia del protocolo de enrutamiento.

Distancia administrativa y métrica

Es una medida de la confianza otorgada a cada fuente de información de enrutamiento

Cada protocolo de enrutamiento lleva asociado una distancia administrativa.

Los valores más bajos significan una mayor fiabilidad.

Un enrutador puede ejecutar varios protocolos de enrutamiento a la vez, obteniendo información de una red por varias fuentes.

En estos casos usará la ruta que provenga de la fuente con menor distancia administrativa de los protocolos de enrutamiento.

Algunos protocolos de enrutamiento dinámicos son:

Routing Information Protocol (RIP). RIP es un protocolo universal de enrutamiento por vector de distancia que utiliza el número de saltos como único sistema métrico. Un salto es el paso de los paquetes de una red a otra. Si existen dos rutas posibles para alcanzar el mismo destino, RIP elegirá la ruta que presente un menor número de saltos.

Open Short Path First (OSPF). OSPF es un protocolo universal basado en el algoritmo de estado de enlace, desarrollado por el IETF para sustituir a RIP. Básicamente, OSPF utiliza un algoritmo que le permite calcular la distancia más corta entre la fuente y el destino al determinar la ruta para un grupo específico de paquetes.

Interior Gateway Protocol (IGRP). IGRP fue diseñado por Cisco a mediados de los ochenta, para corregir algunos de los defectos de RIP y para proporcionar un mejor soporte para redes grandes con enlaces de diferentes anchos de banda, siendo un protocolo propietario de Cisco.

Enhaced IGRP - EIGRP. Basado en IGRP y como mejora de este, es un protocolo híbrido que pretende ofrecer las ventajas de los protocolos por vector de distancia y las ventajas de los protocolos de estado de enlace.