1

Evoluzione degli apparati

2

Layer 2 switch Sono bridge multiporta con velocità di

commutazione elevate (wire speed) Frame forward rate: circa 2/3 milioni di pacchetti al

secondo Funzionalità di inoltro realizzate in hardware

• Uno switch è dotato di hardware dedicato, basato su chip di tipo ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

La velocità di commutazione è molto più elevata di quella della singola porta --> più trasmissioni in contemporanea

3

Layer 2 switch (cont.) Utilizzati al posto dei bridge Hanno oramai sostituito i repeater nel “wiring

closet” High-Density High-Speed Desktop Switching

Combinazione di interfacce Ethernet a 10/100/1000 Mbps

Esempio di layer 2 switch 24 porte 10/100 autosensing 1 porta 1000BASE-SX

4

Layer 2 switch (cont.) Applicazioni

L2SW L2SW

100 Mbps1Gbps

Peer-to-peer Client-server

10 Mbps100 Mbps

1Gbps

Dorsale

1Gbps100 Mbps

10 Mbps

10 Mbps 100 Mbps

5

Switch e protocolli MAC: Ethernet full-duplex

I protocolli MAC sono half-duplex: una sola stazione alla volta può trasmettere

Canali punto-punto (switch-switch, switch-host) Entrambe le stazioni agli estremi del canale possono

trasmettere contemporaneamente • Lo standard IEEE 802.3x definisce la modalità operativa

full-duplex --> disabilitato il protocollo MAC• Vale per tutte le diverse tipologie di reti Ethernet

(10/100/1000/10000 Mb/s) Lo switching ridimensiona il ruolo del mezzo fisico

condiviso e, quindi, del protocollo MAC: i limiti di distanza non sono più dettati dal sottolivello MAC ma solo dal livello fisico

Necessità di particolari transceiver in cui si disabilita la rilevazione della collisione

6

Layer 3 switch E’ un router in grado di inoltrare pacchetti in

hardware, con prestazioni vicine o superiori a quelle di uno switch di livello 2 Architetture basate su chip ASIC (Application Specific

Integrated Circuit) Frame forward rate: decine di milioni di pacchetti al

secondo Combinazione di interfacce Ethernet a

10/100/1000 Mbps Esistono già sul mercato layer 3 switch con

interfacce 10-Gigabit ethernet (distanze fino a 40Km) --> connettività LAN/MAN/WAN basata esclusivamente su Ethernet (a livello end-to-end!!!)

Esempio di layer 3 switch 2 porte 1000BASE-LX 4 porte 1000BASE-SX

7

Layer 2 e layer 3 switch: utilizzo combinato

Internetrouter

firewall

8

Layer 2 e layer 3 switch: utilizzo combinato (cont.)

Server centralizzati

MultiLink TrunkingLayer 3 switch

Layer 2 switchin stack

Dominio WAN (WD)

Porta di rete

Network Management Station

Desktop Switching

Server locale

9

Esempio di impiego dei layer 3 switch in un campus

Internet

Building A (main)

Building CBuilding B

10

La rete di Ingegneria

Quadrante 1 Quadrante 2

Quadrante 4 Quadrante 3

FioriniISUFI

Layer-3 switch

Layer-2 switchin stack

1000 Base-LX1000 Base-SX

193.204.76.0/24 193.204.73.0/24

193.204.78.0/24 193.204.77.0/24

11

Reti fault-tolerant

Reti mission critical : reti in cui è richiesta elevata disponibilità del servizio per la criticità delle applicazioni utilizzate Ridondanza di dorsale;

• Individuazione di percorsi fisici alternativi Ridondanza sull’interfaccia di rete Stazione duale o tandem

12

Edificio: ridondanza di dorsali

Dorsalesecondaria

Dorsaleprimaria

4o

5o

6o

7o

1o

2o

3o

S1-P S1-S

S2

S3

S4

S5

S6

S7Locale tecnicodi piano

13

Rete di coprensorio: ridondanza di dorsali

Edificio 2

Edificio 3

Edificio 1 Centro stella di comprensorio

14

Sistema tandem

CalcolatoreSecondario

CalcolatorePrincipale

1o Livello di gerarchiaProtocollo spanning tree

tra switch

2o Livello di gerarchiaConnessioni Ethernet

individuali di sistemi duali

watch-dog

15

Layer (>3) switching? Ex. Server Load Balancer

smista il traffico tra i server (reali) di una “server farm” (tipicamente Web) in funzione di informazioni di livello trasporto ed anche di livello applicativo contenute nei pacchetti instradati

Realizza un “server virtuale” Server reali equivalenti/non equivalenti

SYN

SYN/ACK

ACK

GET URLSYN

SYN/ACK

ACK

GET URL

DatiDati

Client Application Layer Switch Server

Terminazione delle connessioni nel caso di server reali non equivalenti

16

Content Delivery Networks

Content delivery network

Generalizzazione del concetto di bilanciamento del carico su una server farm: distribuzione dei server nella rete in modo da portarli vicino ai client Ulteriore riduzione dei tempi di risposta grazie

all’abbattimento dei tempi di comunicazione attraverso la rete

17

VLAN: Virtual LAN

Le stazioni appartenenti ad una VLAN sono logicamente interconnesse a livello Data Link

Insieme di porte su uno o più switch le quali formano un singolo dominio di broadcast

18

Virtual LAN

VLAN #1VLAN #2VLAN #3

L2SW

L2SW

L2SW

L2SW

19

Vantaggi delle VLAN

elevata flessibilità: permettono la progettazione logica della rete indipendentemente dalla dislocazione fisica delle stazioni

isolamento del traffico dei vari gruppi di lavoro a livello Data Link. sicurezza e riservatezza dei dati limitazione del traffico di multicast/broadcast delle

diverse reti virtuali.

20

Criteri di appartenenza ad una VLAN

Statici Port-based VLANs

Dinamici Source MAC-based VLANs Protocol-based VLANs (es. IPX, Netbeui, LAT, …) …

21

Definizione delle porte

Switch A

ACCESS(untagged)

TRUNK TRUNK

TRUNK TRUNKTRUNKTRUNK

Switch B

Switch C Switch D

ACCESS(untagged)

ACCESS(untagged)

ACCESS(untagged)

(tagged)

(tag

ged

)

(tag

ged

)

Access: riceve e trasmette trame untagged Trunk: riceve e trasmette trame tagged

22

Definizione delle porte (cont.)

VLAN #1VLAN #2VLAN #3

L2SW

L2SW

L2SW

L2SW

trunk backbones

VLA

N#

1

VLA

N#

2

23

Standard per le VLAN IEEE 802.1q

Standard in ritardo rispetto alle soluzioni dei produttori di apparati Ammette solo per port VLAN Fa parte dello stesso progetto lo standard IEEE 802.1p (supporto

per la QoS tramite “priority”) Frame tagging (Ethernet 2.0 e IEEE802.3, IEEE 802.5, FDDI)

Destination Address

Source Address

Length/Type = TPID

Tag Control Information

Client Length/Type

MAC Client DATA

PAD

FCS

6

2

2

2

42-

1500

4

Definito anche in: IEEE 802.3ac

userpriority

CFI

VID (VLAN ID) - 12 bits

3 1

81-00801.Q Tag

6

Formato dei pacchetti Ethernet/IEEE 802.3 tagged

IEEE 802.1V Prevede la definizione ed associazione di VLAN per porta e per

protocollo

24

L'interoperabilità tra le reti virtuali è garantita da una unità di internetworking esterna, normalmente un router (layer3 switch!).

Interoperabilità tra le reti virtuali

Internet