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REDES LAN

22/05/2014

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MANEJO DE VLANS MAYO 2014

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Ing. PABLO HIDALGO

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LAN VIRTUALES (VLANs) (1) • Una VLAN permite a un grupo de usuarios compartir un mismo dominio de broadcast independiente de su localización física en la red. • Una VLAN es un dominio lógico de broadcast que puede atravesar múltiples segmentos físicos de LAN. • Se utiliza para: – Segmentar y mejorar la calidad de la red – Flexibilidad en la organización de la red – Seguridad

• Una VLAN puede existir en uno o en múltiples switches • Puede incluir estaciones en uno o varios edificios. 22/05/2014

Ings. Mónica Vinueza - Pablo Hidalgo

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VLANs (2) • Todos los miembros de una VLAN se agrupan de forma lógica dentro del mismo dominio de broadcast independientemente de su ubicación física. • Cualquier cambio se implementa vía software • Por definición no es necesario routing entre miembros de la misma VLAN.

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VLANs (3) • El criterio para pertenecer a una VLAN será que el usuario utilice un protocolo común, o ser parte de una misma función departamental. • El tráfico de broadcast es minimizado y se ahorra ancho de banda al impedir que las tramas inunden las salidas de la red. • Una VLAN restringe el tráfico broadcast a un dominio dado. • Las VLANs crean barreras entre dominios agrupando puertos juntos en VLANs separadas.

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VLANs (4) • Una VLAN puede considerarse como un grupo de puertos en un dominio de broadcast, que constituyen un segmento de red de capa 2. • Las VLANs deberán ser conectadas por un dispositivo de capa 3, tal como un router o un switch de capa 3. • Los puertos no tienen que residir necesariamente en el mismo switch o aún en el mismo segmento de red. • Una VLAN puede incluir servidores, estaciones de trabajo, impresoras, routers o cualquier dispositivo de red que se pueda conectar al switch.

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VLANs (5) • VLANs permiten cambios, adiciones y movimientos de usuarios de manera fácil. Por ejemplo si una estación se mueve a otra oficina y por tanto a un puerto diferente del switch, ésta puede ser todavía configurada como parte de la VLAN original. • Para implementar VLANs en un mismo switch, se requiere una tabla de direcciones para cada una. • El implementar VLANs en múltiples switches añade más complejidad que no necesariamente es obvia.

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Interconexión de switches: VLAN Trunking • Trunking permite al interfaz de salida de la tarjeta del equipo saber a qué puertos debe remitir el broadcast. • Un puerto de Trunking es un enlace punto a punto entre dos dispositivos de red, que transporta tráfico de una o más VLAN. • Un enlace trunking de VLAN le permite extender las VLAN a través de toda una red. • El protocolo que define el transporte a través de enlaces de trunking es IEEE802.1Q. • Un enlace trunking de VLAN no pertenece a una VLAN específica, sino que es un conducto para las VLAN entre switches y/o entre switches y routers. 22/05/2014

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TRAMA 802.1Q (trunking)

• TPID (Tag Protocol ID, 2 bytes), para tramas Ethernet,

es siempre el valor hexadecimal 8100H (0x8100).

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TRAMA 802.1Q (trunking) • El campo TCI (Tag Control Information, 2 bytes) • Priority User (3 bits) se refiere a la prioridad de la trama por razón calidad de servicio (QoS). • Canonical Format Indicador (CFI, 1 bit), el cual, cuando está en off indica que el dispositivo debe leer la información de la trama en forma canónica (de derecha a izquierda). La razón de este bit es que 802.1q puede utilizar tramas Token Ring o Ethernet. Un dispositivo Ethernet siempre lee de forma canónica, pero los de Token Ring no. Por eso para una trama Ethernet este valor siempre es “0”. • VLAN ID (12 Bits) permite identificar 4096 VLANs.

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VLANs. 802.1Q: Tipos de Puertos Existen dos tipos de puertos: • Puertos de ACCESO

• Se conectan las Workstations directamente. • Cuando entra una trama Ethernet se introduce el TAG de 802.1Q. • Cuando sale una trama 802.1Q se le saca el TAG y queda únicamente la trama Ethernet

• Puertos de Trunking (1Q)

• Permiten conectar Switches entre sí, dejando pasar la información de VLANs a través de ellos • Las tramas que le llegan son con el TAG de 802.1Q • Las tramas que salen son con el TAG de 802.1Q

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VLANs - TRUNKING

• Cada VLAN es un bridge lógico separado. • VLANs pueden existir en múltiples switches • Tráfico atraviesa enlaces de trunking para múltiples VLANs • Trunking usan etiquetado para distinguir entre múltiples VLANs

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Transmisión de VLANs a través de la Red: Definición de puertos

SA DA

SA

DA

DA

SA

DA

Datos

Datos SA

TAG

TAG

Type/lon

DA

SA

Type/lon

Datos

Datos

DA

DA

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TAG

Type/lon

SA

Datos

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SA

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TAG

SA

DA

Type/lon

Datos

Datos

Datos

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INTERCONEXIÓN DE VLANs VLAN 2 IP 20.x.x.x

VLAN 1 IP 10.x.x.x

Para conectar VLANs hace falta un Router

VLAN 3 IP 30.x.x.x.

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RANGOS DEL ID DE LA VLAN • El acceso a las VLAN está dividido en un rango normal y en un rango extendido.

VLAN de rango normal • • • •

Se utiliza en redes de pequeños y medianos negocios y empresas. Se identifica mediante un ID de VLAN entre 1 y 1005. Los ID de 1002 a 1005 se reservan para las VLAN Token Ring y FDDI. Los ID 1 y 1002 a 1005 se crean automáticamente y no se pueden eliminar.

VLAN de rango extendido • Posibilita a los proveedores de servicios que amplíen infraestructuras a una cantidad de clientes mayor. • Se identifican mediante un ID de VLAN entre 1006 y 4094. • Admiten menos características que las VLAN de rango normal. 22/05/2014

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TIPOS DE VLAN (1) • Existe fundamentalmente una manera de implementar las VLAN: VLAN basada en puerto. • Una VLAN basada en puerto se asocia con un puerto denominado acceso VLAN. • Se puede definir las VLAN en función del tipo de tráfico de red o en base a la función específica que desempeña la VLAN. VLAN DE DATOS (VLAN de usuario) • Una VLAN de datos es una VLAN configurada para enviar sólo tráfico de datos generado por el usuario. • Una VLAN podría enviar tráfico basado en voz o tráfico de administración del switch, pero este tráfico no sería parte de una VLAN de datos. • Es una práctica común separar el tráfico de voz y de administración del tráfico de datos 22/05/2014

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TIPOS DE VLAN (2) VLAN Predeterminada • Todos los puertos de switch se convierten en un miembro de la VLAN predeterminada luego del arranque inicial del switch. • Hacer participar a todos los puertos de switch en la VLAN predeterminada los hace a todos parte del mismo dominio de broadcast. • La VLAN predeterminada para los switches de Cisco es la VLAN 1. • La VLAN 1 tiene todas las características de cualquier VLAN, excepto que no la puede volver a denominar y no se la puede eliminar. • El tráfico de control de Capa 2 y el tráfico del protocolo spanning tree se asociará siempre con la VLAN 1: esto no se puede cambiar. • Es una optimización de seguridad cambiar la VLAN predeterminada a una VLAN que no sea la VLAN 1.

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TIPOS DE VLAN (3) VLAN Nativa • Una VLAN nativa está asignada a un puerto troncal 802.1Q. • Un puerto de enlace troncal 802.1 Q admite el tráfico que llega de muchas VLAN (tráfico etiquetado) como también el tráfico que no llega de una VLAN (tráfico no etiquetado). • El puerto de enlace troncal 802.1Q coloca el tráfico no etiquetado en la VLAN nativa. VLAN de Administración • Una VLAN de administración es cualquier VLAN que se configura para acceder a las capacidades de administración de un switch. VLAN de voz • Se necesita una VLAN separada para admitir la Voz sobre IP (VoIP) 22/05/2014

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TIPOS DE VLAN (4) VLAN de voz

• Se necesita una VLAN separada para admitir la Voz sobre IP (VoIP) • El tráfico de VoIP requiere: – – – –

Ancho de banda garantizado para asegurar la calidad de la voz Prioridad de la transmisión sobre los tipos de tráfico de la red Capacidad para ser enrutado en áreas congestionadas de la red Demora de menos de 150 milisegundos (ms) a través de la red

• Para cumplir estos requerimientos, se debe diseñar la red completa para que admita VoIP. • Una VLAN de voz funciona entre un switch, un teléfono IP y una computadora.

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VLANs BASADAS EN PUERTOS • La agrupación por puertos es todavía el método más común de definir la pertenencia a una VLAN, y su configuración es bastante directa. • De todos modos, la principal limitación de definir VLANs por puertos es que el administrador de la red ha de reconfigurar la VLAN cada vez que un usuario se mueve de un puerto a otro.

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VLANs BASADAS EN PUERTOS

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VLANs BASADAS EN MAC • Trata de superar las limitaciones de las VLANs basadas en puertos. • Operan agrupando estaciones finales en una VLAN en base a sus direcciones MAC. Este tipo de implementación tiene varias ventajas y desventajas. • Desde que las direcciones MAC se encuentran implementadas directamente sobre la tarjeta de interfaz de la red (NIC -network interface card-), las VLANs basadas en direcciones MAC permiten a los administradores de la red el mover una estación de trabajo a una localización física distinta en la red y mantener su pertenencia a la VLAN. • De este modo, las VLANs basadas en MAC pueden ser vistas como una VLAN orientada al usuario.

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Arquitectura basada en Routers. Implicaciones • Cada una de las redes que une un Router debe pertenecer a una RED IP distinta. • El Default Gateway para cada una de las redes es el interfaz lógico del Router que pertenece a su red. • Las redes pueden estar separadas por – HUBs. Todos los Elementos de la red pertenecen a la misma VLAN – SWITCHES. Cada elemento de red está en su propio segmento – VLANS. Cada elemento de red está en su propio segmento y además pertenece a un dominio de broadcast distinto. 22/05/2014

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Arquitectura basada en HUBs + Routers Dominio de comunicaciones

Dominio de Broadcast Dominio de Colisión

30.0.0.2

30.0.0.3

HUB Dominio de Broadcast

Dominio de Broadcast

30.0.0.1

Dominio de Colisión

Dominio de Colisión

Router 10.0.0.1

10.0.0.2

20.0.0.1

HUB

HUB

10.0.0.3

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20.0.0.2

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Arquitectura basada en Switches + Routers Dominio de comunicaciones Dominio de Colisión

Dominio de Colisión Dominio de Broadcas

30.0.0.2

30.0.0.3

Switch

30.0.0.1 Dominio de Colisión

Dominio de Colisión

Router 10.0.0.1 10.0.0.2

Dominio d

20.0.0.1

Switch

Switch

Dominio de Colisión

Dominio de Colisión

10.0.0.3

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20.0.0.2

20.0.0.3

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Arquitectura basada en VLANs + Routers Dominio de comunicaciones

20.0.0.1 30.0.0.1

10.0.0.1

ROUTING

SWITCHING Router

Switch Dominio de Colisión

10.0.0.2 Dominio de Broadcast 1

Switch

Dom nio de Colisión

20.0.0.2 Dominio de Broadcast 2

Switch

Dominio de Colisión

Dominio de Colisión

30.0.0.2

10.0.0.3

Dominio de Broadcast 3

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Ings. Mónica Vinueza - Pablo Hidalgo

Dominio de Broadcast 1

Ing. PABLO HIDALGO

Dominio de Colisión

20.0.0.3 Dominio de Broadcast 2

Dominio de Colisión

30.0.0.3 Dominio de Broadcast 3

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