NF1 - Configuració i administració de commutadors

Els ponts i commutadors són dispositius de comunicació de dades que funcionen en la capa 2 del model de referència OSI.

Els ponts van estar disponibles comercialment al començament de la dècada dels anys vuitanta. Quan van aparèixer per primera vegada permetien la retransmissió de trames entre xarxes homogènies. Més endavant el funcionament dels ponts entre xarxes diferents va estar estandarditzat. Els ponts fan servir les adreces MAC per reenviar selectivament les trames entre diferents xarxes, dividint els dominis de col·lisió en dues parts.

Avui en dia, la tecnologia de commutació ha substituït els ponts. Els commutadors són una millora dels ponts augmentant-ne la capacitat amb la inclusió de més ports, fins al punt en què era possible tenir un únic host per cada port del commutador.

Els commutadors treballen amb un sistema operatiu propi que permet que els administradors hi treballin de manera còmoda.

Segmentació de la xarxa: Dominis de col·lisió vs Dominis de difusió

Un domini de col·lisió és un segment físic d’una xarxa d’ordinadors on hi ha possibilitats que els paquets xoquin, això és, en el cas en què dos ordinadors transmetin per un mitjà compartit.

Un segment de xarxa és qualsevol mitjà de xarxa compartit com, per exemple, un cable i un dispositiu, és a dir, un commutador o un concentrador.

Ethernet funciona bé quan hi ha pocs hosts en la xarxa. En aquest cas el trànsit que hi ha en la xarxa és reduït, es produeixen poques col·lisions i la velocitat de funcionament de la xarxa és acceptable.

Però, quan augmenta la quantitat de hosts que volen enviar trames a la xarxa, també augmenta la quantitat de col·lisions i el rendiment de la xarxa comença a baixar, fins al punt de fer-la inoperativa si tenim massa hosts intentant fer enviaments al mateix temps.

Per aquest motiu va sorgir la necessitat de segmentar les xarxes.

Segmentar significa dividir un domini de col·lisió en dues o més parts, de manera que trames enviades en diferents segments no col·lisionin entre elles.

Els motius per segmentar una xarxa amb un pont són els següents:

• Trànsit. Es pot reduir el trànsit d’una xarxa segmentant-la amb un pont. En cas que molt del trànsit sigui local, aquest no cal que es propagui a tota la xarxa (per exemple: diferents departaments es comunicaran més amb les màquines del mateix departament, aquests paquets no cal que es propaguin per tots els segments).
• Fiabilitat. Un ordinador avariat que estigui transmetent dades contínuament a la xarxa pot col·lapsar tot el trànsit. Dividint en segments a soles es veuria afectada una part de la xarxa.
• Connectivitat. Amb un pont es poden connectar xarxes d’estàndards diferents (per exemple: un segment Ethernet amb un altre anell de testimoni o token ring).
• Nombre d’ordinadors. Algunes xarxes locals tenen un nombre màxim de hosts que poden estar connectats. Segmentant la xarxa, aquesta quantitat màxima de hosts seria per cada segment, i no per tota la xarxa.
• Mida de la xarxa. Es necessita que la xarxa cobreixi una distància més gran que la mida màxima que permet.
• Seguretat. En una xarxa de difusió o broadcast, qualsevol ordinador pot accedir a totes les trames que passen per la xarxa. Si es divideix en segments, només aquest ordinador podrà accedir a les trames que s’enviïn pel seu segment.

Un domini de col·lisió broadcast (també anomenat domini de difusió) està constituït per tots els dispositius que estan connectats en una xarxa d’àrea local i que reben difusions de trames de dades enviades d’una màquina a totes les altres (trames broadcast). A grans trets, podem dir que un domini de col·lisió broadcast és un grup de dispositius de la xarxa que envien i reben missatges broadcast entre ells.

Els Commutadors (Switch)

Un commutador de xarxa d’àrea local (LAN switch en anglès) és un dispositiu que funciona de manera semblant a un pont, però té més ports. Això permet segmentar una xarxa, no ja en dues parts, sinó en múltiples (fins al punt de poder tenir un únic host per cada port). La quantitat superior de ports també incrementa l’amplada de banda disponible per als hosts.

Els switches LAN de capa 2 duen a terme els processos de commutació i filtrat basant-se solament en l'adreça MAC de la capa d'enllaç de dades (capa 2) del model OSI. El switch és completament transparent per als protocols de xarxa i les aplicacions d'usuari. Els switches de capa 2 creen una taula d'adreces MAC que utilitzen per prendre decisions de reexpedició. Els switches de capa 2 depenen dels routers per passar dades entre subxarxes IP independents.

Exercici:

Activitad: commutacion