A3. Ethernet 802.3

torna M7 - UF2 Administració de dispositius de xarxa

Repàs LAN. Ethernet/802.3

Actualment les xarxes es munten utilitzant Commutadors i Routers.

Els Commutadors que inicialment eren dispositius de capa 2 (Enllaç) i actuaven com a punts de concentració de les connexions dels diferents equips i dispositius, poden actualment treballar a capa 3 (Xarxa) i oferir serveis com xarxes virtuals, filtre ip, o dhcp.

El Commutador microsegmenta la xarxa, crea dominis de col·lisió d’un únic host.

Un Router és un dispositiu de capa 3 que connecta xarxes diferents.

Evolució:

• Cable coaxial + repetidors. 10 Mbps
• FastEthernet. Cable de coure trenat + concentradors (hubs multiport). 100 Mbps.
• GigaEthernet. Cable de coure trenat + Switch (pont multiport). 100/1000 Mbps.

Conceptes:

• Domini de col·lisió. Capa 2. Filtra MAC. Divideix dominis de col·lisió.
• Domini de broadcast. Capa 3. Filtra IP. Router divideix dominis de broadcast.
• CSMA/CD mitjà compartit només un usuari a cada moment.
• Latència dels dispositius. Temps entre origen i destí (Codificar/Decodificar senyal NIC’s, transmissió pel medi, dispositius intermedis).
• Full-duplex (Sense col·lisions) i half-duplex (Amb col·lisions). En cables UTP, STP depèn de l’ús dels cables interiors.

Segmentació LAN

Es pot segmentar una xarxa amb qualsevol dels següents dispositius: pont, Switch, router.

Funcions:

• Aïllar el tràfec entre segments.
• Reduir la congestió.
• Els missatges broadcast travessen segments excepte si els separa un Router.

Protocol ARP

ARP (Address Resolution Protocol) serveix per relacionar l'espai d'adreces lògiques (IP) amb les corresponents adreces físiques (MAC). Aquesta informació s'emmagatzema en la 'taula ARP'

Tot i que els protocols de les capes superiors treballen amb adreces lògiques i noms de domini, en un entorn local (Ethernet, WiFi) la comunicació es realitza utilitzant les adreces físiques.

Qualsevol dispositiu que treballi amb adreces IP necessita una taula ARP

$ sudo arp -n Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface 192.168.1.1 ether 4c:6e:6e:9c:5e:50 C eth0 192.168.1.10 ether 74:03:bd:96:05:14 C eth0

Per omplir aquesta taula ARP el procés és el següent:

1. Des de les capes superiors s'inicia una comunicació destinada a una adreça IP

2. Es consulta la taula ARP per obtenir l'adreça MAC corresponent a aquesta IP

3. Si la informació es troba a la taula ARP, es crea la trama amb les adreces MAC origen i destí corresponents

4. Si la informació NO es troba a la taula ARP, s'inicia el procés ARP per consultar als dispositius de la xarxa quin té aquesta IP

ARP Request: Trama ARP generada pel Host i destinada a difusió FF:FF:FF:FF:FF:FF per garantir que tots els hosts del domini la reben, tot i que només la contestarà un únic host. Aquesta petició demana quin host té certa adreça IP.

ARP Response: Trama ARP generada pel Host amb adreça IP i destinada a l'adreça MAC del Host que ha iniciat la petició (unicast). Aquesta trama porta la informació amb la resposta.

5. En cas de no rebre resposta passat un cert temps (pocs segons), es notifica l'error a les capes superiors

Les trames ARP contenen el valor 0x0806 al camp tipus (EtherType)

Mentre que les trames corresponents a paquets IP tenen el valor 0x0800

| https://en.wikipedia.org/wiki/EtherType

Taula d’adreces MAC d’un commutador

• Els commutadors usen la taula MAC per conèixer a quin port de sortida cal commutar les trames que els arriben
• La informació de la taula MAC és

• Aquesta informació és volàtil, s'esborra en pocs minuts o quan el dispositiu es reinicia

• La taula MAC s’omple a partir de la informació de les trames arriben. i per quina interface.
• Les entrades tenen caducitat, si passa molt de temps sense rebre trames d’una MAC s’elimina l’entrada.
• Si no es troba cap coincidència s’envia per totes les interfases excepte la d’entrada.
• Si es troba l’entrada per la mateixa interfase on està el destí es descarta.
• En cas contrari s’envia per la interfase corresponent.

Commutació de Capa 2 i Capa 3

Capa 2	Capa 3
Hardware, basada en MAC	Software, basada en IP
Baixa latència	Major latència

Mètodes de commutació

Mètode de tall (cut through): La trama es reenvia abans de rebre-la completa, només cal llegir la MAC destí.

• Ràpida. Només llegeix la MAC destí
• Lliure de fragments. Espera llegir els primers 64 bytes per detectar col·lisions (En les col·lisions més comuns els fragments són inferiors a 64 bytes).

Mètode emmagatzematge i enviament (store-and-forward): Llegeix tota la trama i fa comprovació d’errors, CRC. Major latència.