Direccionamiento

Autores: Giraldy Reyes y Reyes Richard

Cada host TCP/IP está identificado por una dirección IP lógica de 32 bits. Esta dirección es única para cada host que se comunica mediante TCP/IP. Comparándolo con una dirección de calle y el número del domicilio, de forma similar, Cada dirección IP está dividida internamente en dos partes: un Id. de red y un Id. de host.

Direccionamiento

El Id. de red, también conocido como dirección de red, identifica un único segmento de red dentro de un conjunto de redes (una red de redes) TCP/IP más grande. El Id. de host, también conocido como dirección de host, identifica un nodo TCP/IP (estación de trabajo, servidor, enrutador u otro dispositivo TCP/IP) dentro de cada red.

Direccionamiento

Ejemplo ip 131.107.16.200. La parte de Id. de red 131.107 es el ID de red. La parte de 16.200 es el ID de host.

En general, la mayor parte de los equipos tienen únicamente un adaptador de red instalado y, por tanto, necesitan sólo una dirección IP. Si un equipo tiene varios adaptadores de red instalados, cada uno necesita su propia dirección IP.

Direccionamiento

Clases de Direcciones IP

Clase Valor de wIdentificador de red

Identificador de host

Número de redes

Número de hosts por red

A 1-126 w x.y.z 126 16,777,214

B 128-191 w.x y.z 16,384 65,534

C 192-223 w.x.y z 2,097,152 254

D 224-239 Reservado para direcciones de multidifusión

No disponible No disponible No disponible

E 240-254 Reservado para uso experimental

No disponible No disponible No disponible

Clases de Direcciones IP

Se tiene una gran variedad de switches con distintas características y por ello distintos criterios de clasificación, los cuales son:

Por el Tipo de Administración:

a. Switches Administrables, aquellos que permiten cierta funcionalidad de administración del switch.

b. Switches no Administrables, son aquellos que no permiten ninguna o escasa funcionalidad de configuración y administración.

Tipos de Switches

Por la Capacidad:

a. Switches apilables, permiten agrupar varias unidades sobre un bus de expansión, el bus debe proporcionar suficiente ancho de banda para manejar comunicaciones full-duplex. Se recomienda comprarlos del mismo fabricante para evitar problemas de administración global e intercomunicación entre los switches. Por lo general

son switches administrables.b. Switches no apilables, son aquellos que no soportan un bus de expansión.

Tipos de Shitches

Por la Modularidad:

a. Switches modulares, tienen la capacidad de soportar la agregación de puertos, como nuevos módulos, por lo general son switches multicapa por trabajar en capa 2, 3, u otros superiores (Modelo OSI). Generalmente utilizados como switches de troncal (backbone, columna vertebral de la red). Por lo general son switches administrables.

b. Switches no modulares, no poseen ninguna capacidad de agregación de módulos.

Por la Capacidad de Tráfico:

Se clasifican por las velocidades con las que trabajan, siendo estas 10, 100 y 1000 Mbps., los de mayor velocidad por lo general son utilizados como switch de troncal (backbone), pueden ser modulares y administrables.

Tipos de Switches

(Spanning Tree Protocol) (SmmTPr) es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI, (nivel de enlace de datos). Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba para DEC. Hay 2 versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE (IEEE 802.1D), que no son compatibles entre sí. En la actualidad, se recomienda utilizar la versión estandarizada por el IEEE.

Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones).

El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice que la topología está libre de bucles. STP es transparente a las estaciones de usuario

Spanning Tree

Elección del puente raíz

La primera decisión que toman todos los switches de la red es identificar el puente raíz ya que esto afectará al flujo de tráfico. Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz y envía las BPDU que contienen la dirección MAC de sí mismo tanto en el BID raíz como emisor. El BID es el Bridge IDentifier: Bridge Priority + Bridge Mac Addres. El Bridge Priority es un valor configurable que por defecto está asignado en 32768. El Bridge Mac Address es la dirección MAC (única) del Puente.

Cada switch reemplaza los BID de raíz más alta por BID de raíz más baja en las BPDU que se envían. Todos los switches reciben las BPDU y determinan que el switch que cuyo valor de BID raíz es el más bajo será el puente raíz. El administrador de red puede establecer la prioridad de switch en un valor más pequeño que el del valor por defecto (32768), lo que hace que el BID sea más pequeño. Esto sólo se debe implementar cuando se tiene un conocimiento profundo del flujo de tráfico en la red.

Elección de los puertos raíz

Una vez elegido el puente raíz hay que calcular el puerto raíz para los otros puentes que no son raíz. Para cada puente se calcula de igual manera, cual de los puertos del puente tiene menor coste al puente raíz, ese será el puerto raíz de ese puente. En el caso de que haya dos o más puertos con el mismo costo hacia el puente raíz, se utiliza la prioridad del puerto para establecer el raíz.

Elección de los puertos designados

Una vez elegido el puente raíz y los puertos raíz de los otros puentes pasamos a calcular los puertos designados de cada segmento de red, que será el que le lleva al menor coste al puente raíz. Si hubiese empate se elige por el ID más bajo.

Puertos bloqueados

Aquellos puertos que no sean elegidos como raíz ni como designados deben bloquearse.

Mantenimiento del Spanning Tree

El cambio en la topología puede ocurrir de dos formas:

El puerto se desactiva o se bloquea

El puerto pasa de estar bloqueado o desactivado a activado

Cuando se detecta un cambio el switch notifica al puente raíz dicho cambio y entonces el puente raíz envía por broadcast dicho cambio. Para ello, se introduce una BPDU especial denominada notificación de cambio en la topología (TCN).

Cuando un switch necesita avisar acerca de un cambio en la topología, comienza a enviar TCN en su puerto raíz. La TCN es una BPDU muy simple que no contiene información y se envía durante el intervalo de tiempo de saludo. El switch que recibe la TCN se denomina puente designado y realiza el acuse de recibo mediante el envío inmediato de una BPDU normal con el bit de acuse de recibo de cambio en la topología (TCA). Este intercambio continúa hasta que el puente raíz responde.

Estado de los puertos

Los estados en los que puede estar un puerto son los siguientes:

Bloqueo: En este estado se pueden recibir BPDU's pero no las enviará. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas de direcciones MAC (mac-address-table).

Escucha: A este estado se llega desde Bloqueo. En este estado, los switches determinan si existe alguna otra ruta hacia el puente raíz. En el caso que la nueva ruta tenga un coste mayor, se vuelve al estado de Bloqueo. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas ARP. Se procesan las BPDU.

Aprendizaje: A este estado se llega desde Escucha. Las tramas de datos se descartan pero ya se actualizan las tablas de direcciones MAC (aquí es donde se aprenden por primera vez). Se procesan las BPDU.

Envío: A este estado se llega desde Aprendizaje. Las tramas de datos se envían y se actualizan las tablas de direcciones MAC (mac-address-table). Se procesan las BPDU.

Desactivado: A este estado se llega desde cualquier otro. Se produce cuando un administrador deshabilita el puerto o éste falla. No se procesan las BPDU.

VLAN

Una VLAN (Red de área local virtual o LAN virtual) es una red de área local que agrupa un conjunto de equipos de manera lógica y no física.

Efectivamente, la comunicación entre los diferentes equipos en una red de área local está regida por la arquitectura física. Gracias a las redes virtuales (VLAN), es posible liberarse de las limitaciones de la arquitectura física (limitaciones geográficas, limitaciones de dirección, etc.), ya que se define una segmentación lógica basada en el agrupamiento de equipos según determinados criterios (direcciones MAC, números de puertos, protocolo, etc.).

Gracias por su atencion