Departamento de ngenharia de Telecomunicações - UFF Disciplina: stendendo, Segmentando e Interligando Redes stendendo, Segmentando e Interligando Redes Rede Rede Gateway Profa. Débora Christina Muchaluat Saade deborams@telecom.uff.br br Rede 3 Gateway Gateways Repetidores Nível Físico: repetidor Nível de nlace: ponte Nível de Rede: roteador Nível de Transporte: Gateway de Transporte Nível de plicação: Gateway de plicação thernet thernet 3 5 Repetidores Repetidores plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Físico plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Físico Interligam níveis físicos diferentes com mesmo MC (método de controle de acesso) Redes com protocolo de acesso baseado em contenção o repetidor detecta colisão em um segmento e sinaliza no outro ao computar o tamanho mínimo do pacote em redes CSM/CD, levar em consideração o retardo introduzido pelos repetidores 6 7 Prof. Débora C. Muchaluat Saade
Repetidores Pontes Não pode haver um caminho fechado de repetidores Gera tráfego extra inútil quando o pacote não é inter-segmento thernet Token Ring 8 9 ridges from 80.x to 80.y Pontes Operation of a LN bridge from 80. to 80.3. Interligam redes com níveis MC distintos Vantagens expansão número limitado de estações comprimento limitado do meio físico de transmissão confiabilidade segurança desempenho 0 Pontes ridges from 80.x to 80.y () Conversões entre formatos (80.3, 80.4, 80.5, 80.) tempo de processamento novo cálculo de CRC probabilidade de erros taxas de transmissão diferentes cálculo dos temporizadores das camadas superiores para reconhecimento dos quadros Problemas esquemas de prioridade diferentes tamanho máximo de quadros diferentes 4 The I 80 frame formats. The drawing is not to scale. 5 Prof. Débora C. Muchaluat Saade
Padrão I 80.D Opcionalmente implementam roteamento na origem (source routing) Desenvolvida originalmente pela Digital quipment Corporation e adotado pelo comitê 80. Transparência: : LNs não são modificadas ao serem interconectadas por esse tipo de ponte Operam em modo promíscuo com esquema de transmissão store- and-forward Tabela de rotas atualizada dinamicamente começa vazia e é preenchida à medida que chegam os quadros (learning bridges) entradas na tabela são atualizadas com anotação da hora periodicamente, processo limpa entradas não utilizadas há algum tempo 7 9 - xemplo - xemplo porta porta porta porta LN LN LN 3 LN LN LN 3 Dados 0 - xemplo - xemplo porta porta porta porta LN LN LN 3 LN LN LN 3 Dados Dados 3 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 3
- xemplo - xemplo porta porta porta porta LN LN LN 3 LN LN LN 3 Dados Dados 4 5 - xemplo - xemplo porta porta porta porta F LN LN LN 3 LN LN LN 3 Dados F Dados 6 7 - xemplo - xemplo porta porta porta porta F F LN LN LN 3 LN LN LN 3 F F F Dados F Dados 8 9 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 4
- xemplo - xemplo porta porta porta porta DC DC DC LN LN LN 3 LN LN LN 3 C D DC F D C Dados C C D C Dados C C 30 3 Retransmissão Recebeu quadro sem erro na porta X SIM D encontrado na tabela? SIM de saída = X? NÃO NÃO Retransmite pacote em todas as portas exceto a porta X Problema: Quando a conexão das LNs através de pontes forma um caminho fechado Retransmite pacote na porta de saída O encontrado na tabela? NÃO prendizado SIM atualiza porta X e tempo na tabela Inclui O, porta X e o tempo na tabela FIM 3 33 Problema: Quando a conexão das LNs através de pontes forma um caminho fechado Solução: Computar caminho único entre cada par de LNs SPNNING TR Para todo grafo conexo, consistindo em nós e arcos conectando pares de nós (as LNs são os nós,, e as pontes, os arcos do grafo), existe uma árvore de arcos que estende-se se sobre o grafo, que mantém a conectividade do grafo, porém não contém caminhos fechados LN Ponte - Spanning Tree 3 3 4 4 5 6 7 8 9 0 40 4 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 5
- Spanning Tree - Spanning Tree 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 LN 4 5 6 4 5 6 LN 4 5 6 4 5 6 7 0 7 0 7 8 0 0 7 8 0 0 8 9 0 8 9 0 Ponte 9 Ponte 9 4 43 - Spanning Tree - Spanning Tree LN Ponte 3 3 4 4 5 6 7 8 9 0 3 3 4 4 5 6 8 0 Spanning Tree computada dinamicamente s pontes trocam mensagens de configuração, difundindo essas mensagens nas LNs onde estão conectadas mensagens são enviadas para o SP de destino 000000, com informações de (ID_Raiz Raiz,, ID_Ponte, Custo), onde custo é o número de saltos ID_Ponte menor MC entre suas portas ou outro endereço de 48 bits e ainda bytes de prioridade s pontes passam a só propagar os quadros que são recebidos em portas que fazem parte da spanning tree. 44 45 rquitetura das Pontes I 80.D - Spanning Tree Port Port ridge Protocol ntity LLC LLC MC Relay ntity MC MC s pontes elegem a raiz da árvore: ponte com menor endereço (ID_Ponte) Cada ponte computa o seu menor caminho para a raiz s mensagens de configuração têm tempo de vida raiz,, de tempos em tempos, envia novas mensagens de configuração Se uma ponte ou rede falhar, computa nova árvore LN LN 46 47 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 6
Roteadores Vantagem Facilidade de instalação Desvantagem Não utiliza a largura de banda da rede de forma ótima, pois só usa um subconjunto da topologia (spanning tree) plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Roteador ou Gateway ncapsulador de Datagramas Rede Rede nlace nlace Físico plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Físico 48 67 plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Gateways plicação presentação presentação Sessão Transporte Rede nlace 70 plicação Sessão Transporte Rede nlace Físico plicação presentação Sessão Transporte Rede nlace Físico Hubs 74 Repetidores multiporta (não são store-and and-forward) Também chamados de switch nível Melhoram a confiabilidade da rede com relação à disposição do cabeamento Hub inteligente (Learning Hub) só transmite o quadro para a porta onde a estação destino se encontra transmite sinal de colisão nas demais portas pode ser visto como um aspecto de segurança na rede (uma estação não recebe os pacotes das outras) mais de uma estação pode estar conectada na mesma porta (cascateamento de hubs) não implementa spanning tree => não pode haver ciclos na topologia Switches 75 marketing term that means fast. - R. Perlman Também chamados de switch nível ou ainda smart hubs Pontes multiporta (store-and-forward) transmite o quadro apenas na porta interessada não existe mais colisão implementam spanning tree permite compatibilizar portas com diferentes velocidades (ex.: 0 e 00 Mbps) aumenta a banda passante agregada da rede, pois permite comunicações em paralelo store-and and-forward: armazena todo o quadro antes de passá-lo adiante, verificando CRC cut-through through forwarding: armazena só o endereço destino do quadro antes de passá-lo adiante cuidados devem ser tomados quando as portas possuírem velocidades diferentes Switches 76 lguns implementam switching nível e nível roadcast de Colisão de Colisão Nível Nível Nível switch Se nível 3 envia pacote broadcast (RP), ele será entregue a todas as portas do domínio broadcast Prof. Débora C. Muchaluat Saade 7
R. Perlman: Switch I never know what to say when someone comments that switches have replaced bridges and routers. switch is just a generic term that has come to mean a box that moves data quickly. Some of them (layer switches) are bridges. Others (layer 3 switches) are routers. So this is not a meaningful statement. VLN Virtual LN define um domínio broadcast para pacotes do nível de rede definição de LNs separadas através da especificação de um subconjunto de portas em um switch ou portas em vários switches o switch funciona como se fossem switches separados LN Q LN M K VLN Q V switch M D K VLN J roadcast roadcast J V D 77 78 Virtual LN VLN para interligar diferentes VLNs,, é necessário um elemento a mais - roteador o roteador também pode estar implementado no próprio switch (não( ocupa uma porta em cada VLN que interliga) VLN Q V switch M D VLN roadcast roteador roadcast Mapeando portas em VLNs O mapeamento de portas em VLNS pode ser feito através de configuração no switch: porta => VLN endereço MC => VLN (determina( dinamicamente o mapeamento porta/vln quando identifica em que porta está o endereço MC) endereço IP => VLN (determina( dinamicamente o mapeamento porta/vln baseado no endereço IP de origem do datagrama recebido por uma porta) tipo do protocolo => VLN (determina( dinamicamente o mapeamento porta/vln quando identifica o tipo do protocolo ou DSP do cabeçalho do quadro de enlace) 79 8 Virtual LNs () Ligação Switch-Switch VLN VLN VLN VLN switch switch VLN VLN VLN tagging VLN VLN (a) Four physical LNs organized into two VLNs,, gray and white, by two bridges. (b) The same 5 machines organized into two VLNs by switches. 83 É necessário um VLN tag na comunicação entre switches para identificar a VLN a que se destina o pacote (VLN ID tem bits) 84 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 8
VLN tagging em Redes I80.3/thernet D S P dados Tipo do protocolo ou comprimento dos dados D S 8-00 VLN P dados tag Padrão para VLNs - I 80.Q 85 Prof. Débora C. Muchaluat Saade 9