Voz IP en la red LAN Taller técnico IP en la red LAN Taller técnico VoIP, instalación de...
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Ricard Martin
Business Development Engineer
Switching&Wireless
D-Link Iberia
www.youtube.com/DLINKIberiaTVCanal
Voz IP en la red LAN Taller técnico
VoIP, instalación de teléfonos IP en redes Ethernet LANPoESegmentación VoiceVlanQoS
Redes convergentes
• Cada vez más dispositivos se conectan a una red Ethernet.
• Es posible compartir la infraestructura para todos ellos.
• Por seguridad y calidad de servicio se recomienda segmentar esta infraestructura
común mediante VLAN y aplicar políticas de QoS.
Redes convergentes. VoIP.
En el caso de VoIP, cuando se conecta un teléfono al switch:
• El switch detecta el teléfono. Detecta la clase de dispositivo PoE de que se trata y
proporciona la potencia necesaria para su funcionamiento.
• Posiciona el Puerto en la VLAN de telefonía. Esto se puede hacer mediante:
Detección de la mac address del teléfono
Usando LLDP-MED e informar al teléfono de la VLAN ID que el teléfono necesita
usar. LLDP-MED también informa al teléfono los valores de QoS (802.1p t DSCP)
• El teléfono solicita una dirección IP del servidor DHCP.
• En algunos casos, el servidor DHCP también informa al teléfono de la ubicación de un
servidor TFTP (normalmente la centralita) del cual descargarse el archivo de
configuración.
• El switch será capaz de priorizar los paquetes de VoIP para asegurar que el tráfico de
voz se transmita con baja latencia.
Alimentación de dispositivos por PoE
• Power over Ethernet (PoE) es una función que permite alimentar dispositivos a través
del cable de red.
• La distancia máxima son 100metros.
• En los switches PoE esta función esta activada por defecto. Cuando se conecta un
cliente PoE, le proporciona la potencia necesaria.
• The switch monitoriza continuamente el estado del cliente PD y deja de alimentarlo
cuando se desconecta o cuando detecta una sobrecarga o un cortocircuito en el puerto.
PoE
IEEE 802.3af (PoE)
• Basado en IEEE802.3, publicado en 2003.
• La versión original IEEE 802.3af-2003 de PoE entrega hasta 15.4 W DC (minimo
44 VDC y 350 mA) a cada dispositivo.
• Sólo se aseguran 12.95 W en el equipo cliente (PD, Powered Device) ya que parte
de la potencia se disipa en el cable.
• 802.3af define dos tipos de dispositivos:
• Powered Device or PD (el cliente que recibe la alimentación)
• Power Sourcing Equipment or PSE (el dispositivo que proporciona la
alimentación).
• El estándar también define el proceso de detección del cliente PD y cómo se
mantiene o se desconecta esta alimentación.
PSE PD
15.4W 12.95W100 m
PoE. Especificaciones
PSE
(Power Source
Equipment)
PD
(Powered Device)
RJ45 Cable
1. PD Discover
2. Detect PD
3. PD Class ?
4. Return PD Class
5. Apply Power
6. Overload/Under-power/Disconnect?
7. Yes
8. Cut power and back to Step1
PoE. Especificaciones
El switch determina automáticamente si el dispositivo que se ha conectado a un puerto es un
cliente PoE (PD) y determina su clase.
PoE. Especificaciones
Clases PoE
• Mediante el Power Class, el cliente PoE (PD) informa al dispositivo fuente (PSE) de
sus necesidades de alimentación.
• Los niveles de potencia según la clase son:
Class PD Power (W) Note
0 0.44 to 12.95 Default
1 0.44 to 3.84 Optional
2 3.84 to 6.49 Optional
3 6.49 to 12.95 Optional
4 12.95 to 25.5 Future use
*Nota:
La necesidad de potencia del cliente PD es menor que la entregada por el puerto de la fuente PSE
PSE PD
15.4W 12.95W100 m
PoE+
IEEE 802.3at (PoE Plus or PoE+)
• Permite suministrar potencias superiores a los 12.95W
• PoE+ entrega hasta 30W (a 56 VDC), 25.50 W en el extremo del cliente PD,
contanto la disipación del cable.
• Mediante LLDP ajusta el nivel exacto de potencia que el cliente necesita en pasos
de 0,1W.
• Es compatible con PoE 802.3af. Un cliente PoE se puede alimentar en un puerto
PoE+, y un cliente PoE+ que no consuma más de 12,95W puede ser alimentado
por un puerto PoE.
• Requiere cableado cat5e o superior.
PoE++
IEEE 802.3bt (PoE++)
• Permite suministrar potencias de hasta 90W
• Utiliza 4 pares del cable Ethernet, a diferencia de los anteriores estándares que
utilizan sólo 2 pares.
• Es compatible hacia atrás con PoE y PoE+
• Pensado para alimentar dispositivos IoT, ilumniación LED, etc.
• Dos tipos: Tipo 3, hasta 60W
Tipo 4 hasta 90W
• PoE++ en los modelos acabados en MPP
Type 3 60W
Type 4 90W
0-6
0-8
PoE. Configuración
En un switch con soporte PoE+, se detectan automáticamente el tipo de dispositivo PD
conectado
PoE. Configuración
La interfaz del switch permite:
• Habilitar o deshabilitar la función PoE (habilitado por defecto).
• Hacerlo en función de horarios.
• Establecer un nivel de prioridad, en función del cual, al llegar al límite de potencia del
switch, alimentará los puertos con mayor prioridad.
• Establecer un límite de potencia por puerto.
Segmentación - VLAN
VLAN 802.1q
Dominio de Broadcast
• Un segmento de red lógico
• Cualquier dispositivo en el segmento puede transmitir datos al resto de equipos
• Se usa dirección de broadcast para enviar tramas a todos los dispositivos
VLAN (Virtual Local Area Network)
• Protocolo 802.1Q, implementable en switches Smart y Gestionables
• Las redes conmutadas se pueden segmentar en distintos dominios de broadcast o VLANs
• Mejora la escalabilidad de red, su seguridad y gestión. El tráfico de una VLAN no puede llegar a usuarios en otras VLANs
• Las VLANs se pueden expandir a múltiples switches y extenderse por toda la red LAN
• Una VLAN = Un dominio de Broadcast = Una red lógica (subred)
Segmentación - VLAN
VLAN 802.1q• Se puede segmentar la red en grupos lógicos formados por usuarios del mismo tipo o perfil
• Los usuarios de un mismo grupo podrán comunicarse aunque estén conectados a diferentes conmutadores.
DATOS VoIP VIDEO
IEEE 802.1p / 802.1q Frame Tagging
Segmentación - VLAN
• La etiqueta VLAN está formada por 4 bytes que se añaden a la cabecera de la trama Ethernet.
• En la etiqueta se especifica la VLAN y PRIORIDAD de la trama.
• El tamaño máximo de una trama Ethernet con VLAN TAG es de 1522 bytes (1518 + 4 bytes)
• UNTAGGED es la trama sin etiqueta de VLAN.
• TAGGED es la trama con etiqueta de VLAN.
Trunk port
VLAN2
Native vlan 1CRCData2SADA
CRCData2SADA TAG vlan2
Access port
VLAN2
(untagged)
Access port
VLAN1
(untagged)
CRCData1SADA
CRCData1SADA
CRCData1SADA
CRCData2SADA
VOZ
VOZ
VOZ
Datos
Datos
Segmentación - VLAN
CRC
Estructura básica de una trama Ethernet:
DA = Destination Address
SA = Source Address
CRC = Control por Redundancia Cíclica
DataSADA
Configuración habitual de VoIP
VLAN 802.1q
Segmentación - VLAN
Ingress (Trama entrante en el switch)
• Si se recibe una trama UNTAGGED (sin marca), se le añade el VLAN TAG con el VID=PVID, y prioridad por
defecto del puerto.
• Si se recibe una trama TAGGED (con marca), ésta no se modifica (VID y prioridad no cambia)
Dentro del Switch (Todas las tramas son TAGGED)
• Para la VLAN, el switch comprueba la tabla FDB basándose en el VID y envia el paquete a los puertos
miembros de esa VLAN.
• Para la prioridad, se asa e el apeo de Class of Service para pro esar la tra a e la ola de prioridad asociada
Egress (Trama saliente del switch)
• Si sale por un puerto untagged, el VLAN TAG se quita
• Si sale por un puerto tagged, se conserva el VLAN TAG y el nivel de prioridad
Trunk port
VLAN2
VLAN3
Native vlan 1CRCData2SADA
CRCData3SADA
CRCData2SADA TAG vlan2
CRCData3SADA TAG vlan3
Access port
VLAN2
(untagged)
Access port
VLAN3
(untagged)
Access port
VLAN1
(untagged)
CRCData1SADA
CRCData2SADA
CRCData3SADA
Access port
VLAN2
(untagged)
Access port
VLAN3
(untagged)
CRCData1SADA
Access port
VLAN1
(untagged)
CRCData1SADA
Segmentación - VLAN
CRC
Estructura básica de una trama Ethernet:
DA = Destination Address
SA = Source Address
CRC = Control por Redundancia Cíclica
DataSADA
Se conserva el
VLAN TAG y la
PRIORIDAD
VoiceVlan
Voice VLAN vía MAC Address
Es posible reconocer un dispositivo de telefonía por los primeros octetos de su MAC address
(definición del fabricante).
Configuración común:
L2 Features > VLAN > Voice VLAN > Voice VLAN Global
Habilitar la función, escoger la VLAN para VozIP y el nivel de prioridad CoS (L2)
VoiceVlan
Voice VLAN vía MAC Address
Todos los switches D-Link EasySmart, Smart y Managed pueden reconocer un dispositivo de
telefonía por su MAC address.
Si nuestro teléfono no está en la lista predefinida, se podrá dar de alta en el switch.
VoiceVlan
Voice VLAN via MAC Address
En función de la configuración de la solución de telefonía, el puerto del switch se marcará
como Tagged o Untagged para la VLAN de Voz.
VoiceVlan
Voice VLAN vía LLDP-MED
LLDP-MED (Link Layer Discovery Protocol-Media Endpoint Devices) es una extension del
protocolo LLDP usado entre equipamiento de red y dispositivos de usuario final, como
teléfonos IP.
Permite enviar información desde el switch al teléfono IP. Esta información se indica en el
campo Network Policy de un paquete LLDP.
Desde el switch se puede configurar en el teléfono la VLAN, su modo de tageado e
información de QoS.
VoiceVlan
Voice VLAN vía LLDP-MED
Esta función está disponible en gamas D-Link DGS-1510 en adelante.
En Voice VLAN se configura:
• El VLANID
• El nivel de prioridad CoS
• El modo del Puerto (untagged/tagged)
VoiceVlan
• Habilitar el estado en el menú LLDP
• En los parámetros LLDP-MED, como mínimo habilitar la extensión Network
Policy, que será la que indique los parámetros de VoIP.
Voice VLAN vía LLDP-MED
VoiceVlan
Al conectar el teléfono y arrancar, éste no muestra información en Network Policy
Voice VLAN via LLDP-MED
VoiceVlan
Paquete LLDP una vez el teléfono ha recibido la información de VLAN y prioridad
Voice VLAN vía LLDP-MED
VoiceVlan
El puerto donde está conectado el teléfono posicionado en la VLAN de voz (tagged)
Voice VLAN vía LLDP-MED
QoS
Calidad de Servicio (QoS)
Para asegurar la mejor calidad en la telefonía, se puede priorizar el tráfico de voz con un nivel
de CoS o DSCP.
QoS
Hay dos tipos de marcas de prioridad:
– IEEE 802.1p tag en L2 Ethernet.
• Normalmente insertado por los switches como parte de 802.1Q VLAN tag, configurado en el puerto por
donde entra el tráfico.
• Consiste en 3 bits (valores de 0 a 7).
• Puede no pasar a través de redes enrutadas, al ser una marca de L2.
– DSCP (IP Precedence) tag en L3 IP.
• Es un campo de la cabecera IP, con valor por defecto 0.
• Normalmente modificado por aplicaciones como VoIP o IPTV en función de sus necesidades de prioridad.
• Consiste en 6 bits (valores de 0 a 63).
• Puede traspasar saltos L3.
Priorización
DataL3 HeaderToS802.1QL2 Header
VLAN IDCFI802.1p
3bits 1bit 12bits
Delay/Cost/…3bits 5bits
DSCP
8bits
IP Precedence
Egress
Colas de Prioridad
– El switch guarda los paquetes en el buffer de salida del puerto antes de
transmitirlos.
– Cada buffer de salida se divide en varias colas de prioridad (4 ó 8 dependiendo del
modelo). Los paquetes guardados en las colas superiores se sirven primero.
– Los paquetes con mayor prioridad se mapearán a colas superiores. Aún así, esto se
puede cambiar mediante políticas de QoS del switch.
Priorización
Queue Mapping
Ingress
Highest PriorityHigher PriorityLower PriorityLowest Priority
Add Priority Tag
QoS
Prioriza tráfico de usuarios finales en diferentes puertos
– Inserta la prioridad por defecto del puerto a los paquetes untagged entrantes.
– Mapea los paquetes con mayor marca de prioridad en una cola superior.
Client-1Client-2 IP Phone
Priorización
Policy (Default Port Priority)Action: Add 802.1p tag with
middle priority
Policy (Default Port Priority)Action: Add 802.1p tag with low
priority
High PriorityMiddle PriorityLow PriorityNo Priority
QoS
QoS
802.1p
Valores 802.1p
802.1p Tipo de tráfico
7 Network control
6 Voice < 10ms latency and jitter
5 Video < 100ms latency and jitter
4 Controlled Load
3 Excellent Effort
2 Spare
1 Background
0 Best Effort
QoS
802.1p
Cuando un paquete entra en un puerto con marca de VLAN, éste lleva marca de prioridad
802.1p
Se puede asignar a una cola de prioridad basada en esa información.
La cola a la que se asignará cada valor de 802.1p es configurable:
QoS
802.1p
Cuando un paquete entra en un puerto untagged (sin marca de VLAN), no llevan nivel de
prioridad 802.1p.
Esos paquetes se asignarán a la cola por defecto asignada a cada Puerto.
Si se marca Override, se aplica el valor CoS por defecto del puerto a todos los paquetes
(tagged o untagged) recibidos en él.
• Strict Priority: Los paquetes con mayor prioridad se servirán primero. Si las colas
superiores están siempre ocupadas, el tráfico de las colas inferiores nunca será enviado.
• WRR (Weighted Round-Robin): Las colas comparten ancho de banda en función de
pesos asignados. De esta forma, paquetes con una prioridad inferior se transmitirán
aunque hayan paquetes de una cola superior. Cada vez que se envía un paquete de una
prioridad alta, se resta 1 a su correspondiente peso, y se sirve el paquete de la cola
inmediatamente inferior. Cuando el peso de todas las colas llega a 0, los pesos se
reestablecen.
Gestión de Colas de prioridad
WRR
SP
High PriorityMiddle PriorityLow Priority
QoS
• Weighted Deficit Round-Robin (WDRR) : Similar a WRR, pero teniendo en cuenta el
tamaño de los paquetes transmitidos. Cada vez que un paquete de una cola es enviado, el
número de bytes del paquete se sustrae del correspondiente crédito asociado al valor
WDRR Quantum, y se pasa a la siguiente inferior cola de prioridad. Cuando el crédito llega a
cero, no se da paso a esa cola asta que vuelve a tener crédito.
• Round Robin (RR): El switch va sirviendo paquetes de cada cola por orden.
Gestión de Colas de prioridad
WDRR
Round
Robin
High PriorityMiddle PriorityLow Priority
*Estos dos últimos tipos de gestión de colas están soportados en DGS-1510 y gestionables.
QoS
QoS
QoS en equipos Smart y EasySmart.
Los equipos Smart y EasySmart disponen de 4 colas de prioridad.
La gestión de éstas se puede hacer en modo SP (Strict Priority) y WRR (Weighted Round-
Robin).
QoS
Ejemplo
PC 192.168.3.173
Puerto 8
Modificacion 802.1p
PC 192.168.3.199
Puerto 8
Modificacion 802.1p
PC 192.168.3.199
Puerto 24
Wireshark
Addendum: WMM
Wi-Fi Multimedia (WMM)
La especificación WMM proporciona priorización de paquetes en cuatro tipos de tráfico:
• Voz: Alta prioridad con minimo delay. El tráfico sensible como VoIP y streaming se
posicionan automáticamente en esta cola.
• Vídeo: Alta prioridad con minimo delay. El tráfico sensible como VoIP y streaming se
posicionan automáticamente en esta cola.
• Best effort: Prioridad media, para el tráfico IP habitual.
• Background: Prioridad baja con alto throughput, para datos que requieren alto throughput
pero al que no impacta la latencia (como datos FTP).
Addendum: WMM
Paquetes recibidos en la interfaz inalámbrica: el punto de acceso analiza si la cabecera
de la trama lleva marca WMM. Si es así, el punto de acceso mapea el nivel WMM a su
equivalente 802.1p.
Cola WMM 802.1p
Voz 7,6
Video 5,4
Best Effort 0,3
Background 2,1
Addendum: WMM
• Un paquete Untagged utiliza el campo DSCP para asignar la prioridad 802.1p y su cola
WMM.
• Un paquete Tagged usa el valor de prioridad que lleva en el campo 802.1p para asignarlo a
una cola WMM.
Paquetes recibidos en la interfaz cableada
DSCP Code Point 802.1p
56 CS7 7
48 CS6 6
46 EF 6
40 CS5 5
38,36,34 AF4x 4
32 CS4 4
30,28,26 AF3x 4
24 CS3 3
22,20,18 AF2x 3
16 CS2 2
14,12,10 AF1x 3
8 CS1 1
0 CS2 0
D-Link Switching Portfolio
Gig
ab
it
EasySmart
Features
DGS-3420
DES-1100 DES-3200
Fa
st Eth
ern
et
10
G
DES-1210
DGS-1100 DGS-1210
DGS-1510
DGS-3120/SI DGS-3120/EI DGS-3620
DXS-3600
Gig
ab
it+1
0G
Managed
DXS-1210DXS-1100
EasySmart
DXS-3400
Unmanaged
DGS-1008MPPoE+ 1-8140W
DGS-1008PPoE 1-452W
DGS-3120-24PCPoE+ 1-24 370W
DGS-3420-28PCPoE+ 1-24 370W
SmartDGS-1100-10MPPoE+ 1-8130W
DGS-1100-08PPoE 1-864W
DGS-1100-26MPPoE+ 1-24370W
ManagedDES-3200-28P PoE+ 1-4, PoE 5-24188W
DES-1210-28P PoE+ 1-4, PoE 5-24193W
DES-1210-08PPoE 1-872W
DGS-3620-28PCPoE+ 1-24 370W
DES-1008PAPoE ports 1-452W
DES-1005PPoE port 115,4W
DES-1018PPoE ports 1-880W
DES-1018MPPoE ports 1-16246W
DGS-1210-08PPoE 1-845W
DGS-1210-24PPoE+ 1-12p85W
DGS-1210-28PPoE+ 1-4, PoE 5-24193W
DGS-1210-10PPoE+ 1-878W
DGS-1510-28P PoE+ 1-24193W
DES-3200-52P PoE+ 1-8, PoE 9-48370W
DGS-3420-52PPoE+ 1-48370W
DGS-3620-52PPoE+ 1-48370W
DGS-1100-24PPoE+ 1-12 100W
DGS-3120-48PCPoE+ 1-48370W
DGS-1210-52PPoE+ 1-8, PoE 9-24193W
DGS-1210-52MPPoE+ 1-8, PoE 9-48370W
Modelos PoE
DGS-1210-28MPPoE+ 1-24370W
DGS-1510-28XMP PoE+ 1-24370W
Gracias
Obrigado
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