Switches Ethernet

Miki Pérez

Director Técnico

Tempel S.A.

Contenidos

• Explicación del Nivel 2: Nivel de Enlace

• En Detalle: Direcciones MAC, Direcciones IP

• Mecanismos de control de acceso al medio, detección de colisiones y control de errores.

• Switches Gestionados o no Gestionados?

• Switches no Gestionados : Qué son?

• Switches Gestionados, Particularidades.

Nivel 2, de Enlace : MACEl nivel 2 o nivel de Enlace se manifiesta en nuestros equipos en forma de chips de control.

Qué funciones realiza :

1) Identificación unívoca de aparatos en una red. Tengo una dirección física ( MAC ) y una lógica asociada ( IP de LAN )

2) Control de acceso – Si yo accedo, tú no puedes en el mismo medio hasta que yo no acabe y otras políticas parecidas.

3) Detección de errores y colisiones – Si los dos hemos transmitido , evitar que nuestra información choque. Si han llegado bits erróneos, mecanismos de corrección por redundancia o retransmisión.

Dependiendo del medio, los protocolos de acceso pueden ser de una forma o de otra.

Nivel 2 : – Direcciones MAC

Problema : Identificar equipos unívocamente en una red

Una dirección MAC identifica un equipo igual que el número de serie sobre el equipo. De hecho está grabado digitalmente en el chip de Ethernet para que los otros equipos lo identifiquen.

Se compone de 6 pares de números hexadecimales. Ejemplo :

00 : 90 : E8 : 0D : 51 : 57

Existe un Identificador de Empresa que corresponde a los 3 primeros pares empezando por la izquierda

00:90:E8 es MOXA por ejemplo.

Los restantes identificarán el equipo en sí.

Nivel 2 : – IP Local

Pero en realidad en la red no se emplea la dirección MAC sino que se asocia una dirección IP lógica .

OJO que esta dirección IP lleva a equívocos!!!

Las redes locales intercambian datos a nivel 2, nivel de enlace. Estas IP son de Ethernet, de Red local.

Son de formato : xxx.xxx.xxx.xxx ejemplo de IP local: 192.168.127.254

Y tienen una máscara que dice cuántos equipos pertenecen a esa red local. También de formato :

xxx.xxx.xxx.xxx ejemplo de máscara : 255.255.255.224

¿Cómo interpretar IP’s y máscaras ?

Nivel 2: MAC = Control de Acceso al Medio

Problema: Determinar cuándo transmitir o no.

Inicialmente : redes en anillo, en las cuales los equipos se pasaban unos testigos y se hacían con el canal monopolizándolo, es lo que se llamaba Token Ring, lo usaba Rank-Xerox, IBM, Bull-Micral en los 70-80’s.

La evolución : usar el mismo medio ; acceso múltiple y a más velocidad, nace Ethernet ( formalmente 802.3 en los estándares IEEE ).

Para resolver contenciosos de Acceso al Medio, se utiliza el protocolo CSMA-CD : Carrier Sense Multiple Access Collision Detection, que significa que los equipos que implementan nivel MAC de Ethernet, deben estar vigilando los “pilotos” o “portadoras” de los otros equipos para evitar choques de señales. El protocolo establece unos marcos temporales donde se puede y donde no se puede transmitir.

En sus primeras versiones Ethernet era Half Duplex como el RS-485. Ahora todas las tarjetas de

red de los PC son Full-Duplex de salida, se transmite y recibe a la vez.

Nivel MAC: Detección de Errores y Colisiones Problema : Resolver de Errores y Colisiones de tramas.

Ethernet tiene que asegurar un mecanismo para que cuando se sepa que hay problemas con las tramas, resolverlo.

Así, implementa dos mecanismos :

• CA : Collision Avoidance> Se pone en marcha cuando por CSMA detecta colisión de

señales portadoras. Avisa a cada extremo que debe retransmitir en un tiempo que se le ha pre asignado tras el incidente..• FEC : Forward Error Correction

> En recepción se chequea las tramas y mediante un mecanismo que emplea redundancia de información se puede inferir que hay o no errores de transmisión.

.

En ambos casos se pedirá retransmisión de las tramas, porque se debe garantizar envío extremo a extremo sin errores. Se traduce en que baja un poco la velocidad. De hecho es lo que sucede, Ethernet rinde un 66% de la velocidad real que supondría el caso ideal de enviar sin errores, pero garantiza la llegada de la información

Switches : Gestionables o noLos switches son equipos que cumplen con el Nivel Físico y con el Nivel de Enlace de la red Ethernet.

Estos a su vez pueden ser :

No Gestionables – Unmanaged en los catálogos y WEBS

* NO tienen IP propia* NO podemos configurarlos de ningún modo* FUNCIONAN AUTOMÁTICAMENTE AL CONECTAR CABLES EN SUS BOCAS.

Gestionables – Managed en los catálogos y WEBS

* Tienen IP propia ( MAC, IP lógica de LAN )* SI podemos configurarlos : Por WEB, por Consola Serie RS-232, por Telnet * FUNCIONAN AUTOMÁTICAMENTE, PERO PODEMOS MODIFICAR SU CONDUCTA Y

ASIGNAR : PRIORIDADES, EXCLUSIVIDADES, EVITAR INUNDACION DE TRAFICO, JUNTAR TRAFICO, DESVIARLO como si fuese un río.

Switches No GestionablesSon equipos que no son visibles desde ningún sistema de control, navegador, ni gestores tipo SNMP como el NMS de MOXA.

¿Por qué?

Porque aunque tienen una tarjeta de red con varios puertos, no tiene IP propia.

Es capaz de leer las tramas y reenviarlas al puerto que pertoca, porque tiene conciencia de quién hay conectado a cada puerto.

Algunos clientes a estos switches los llaman “HUBS”, MAL!!! UN HUB ES SOLO UN REPETIDOR QUE COPIA LO QUE VE EN UN PUERTO EN TODOS LOS DEMAS ESO ES ACTUAR A NIVEL FISICO; NO DE ENLACE

( SNMP = a Simple Network Management Protocol = Un protocolo de Gestión universal que habla por el puerto 162 de TCP/IP ( Ethernet ))

Switches No Gestionables

¿Qué parámetros caracterizan un switch no gestionado?

• Velocidad de Transmisión :> Fast Ethernet en las bocas ( 100 ) > o Gigabit Ethernet ( 1000 )

• ¿Detección Automática de cable recto o cruzado ?( Auto MDI-MDIX en inglés)

• Alimentación por fuente : ¿12, 24, 48 o 9-30 V?

•¿ Tiene PoE en las bocas para alimentar otros equipos como cámaras IP ? Si / No.

Switches no Gestionables Industriales : Carril DIN

Serie EDS-200A: Mayor protección frente a adversidades climáticas y vibracionesVersiones PoE / Versiones Gigabit

Serie EDS-200 : Los más Básicos

http://www.moxa.com/product/DIN_Rail_Ethernet_Switches.htm

Serie EDS-300 : Permiten paso de VLANVersiones PoE / Versiones Gigabit

Todos con versiones extendidas de temperatura.

Switches no Gestionables Industriales

KTI tiene modelos no gestionados tanto Fast como Gigabit pero no siguen un patrón determinado, os citaré los que son no-gestionados.

KGS-612FKS-108F

KS-105F Ver.B KS-116 Ver.D

Gigabit con FibraFast Ethernet con Fibra

Fast Ethernet

Switches no Gestionados : Carril DIN

COMO CODIFICA O’RING LOS SWITCHES ?

• I => Industrial

• E / G => E = Fast EthernetG = Gigabit Ethernet

• S => Switch

Numero : P.e. 1042

C = ComboG => GigabitP => PoE

Switches no Gestionados : Carril DIN

IES-1042FXIES-1041FX IES-1050

IES-1080 IES-1062GTIES-1062FX

IGPS-1041GTA

PoE

PoE

IGPS-1411GTPA

Switches GestionadosSon Switches más complejos que los No-Gestionados.

“Los que tienen IP Propia”

Ampliado : Su característica principal es que tienen una interfaz o de consola ( RS-232 ) , telnet o servidor web para que :

1) Podamos modificar su conducta : ( Mediante Protocolos sobre Ethernet)

> Modificar Tráfico juntando tráfico de varios puertos en 1 : Port Trunking o 802.3ad ( 2 puertos de 100 Mbps suman 200 Mbps y pueden salir por un puerto Gigabit juntos )

> Modificar el Tráfico para pasar por una cierta ruta de switches : VLANs o 802.1Q ( Creo una VLAN para ingeniería y otra para Consumo, entre las dos divisiones nos da la sensación de no vernos entre nosotros, pero sabemos que hay algo más porque no disponemos del 100% de los recursos de red )

> Modificar el Tráfico para que unos servicios tengan prioridad sobre otros 802.1P ( programas que comunican por puertos como la web que es el puerto 80 generalmente )

> Activar Protocolos de Recuperación de Rutas en caso de caída de luz : STP / RSTP – 802.1D (Si se cae todo, las tablas de ruta que se han ido creando con el paso del tiempo, se reinician.)

Switches Gestionados

2) Visualizar parámetros propios como :

* Puertos Activos / Desactivados / Caídos

* Velocidad de los puertos 10, 100 o 1000 Mbps

* Tramas transmitidas OK, y tramas erróneasTramas recibidas.

* Alarmas de estado.

* Todo ello parámetros importantes para administradores del sistema.

Switches Gestionados : Carril DIN

Serie 500, puertos Fast Ethernet de cobre y fibra 505, 508,516, 518 y Gigabit Combos 510, Soportan IEEE 1588 y Protocolos de Bus de Campo ( Profinet, etc ) – Versiones Gigabit Total G509 – Versiones PoE

Serie 600, MODULARES puertos Fast Ethernet de cobre , fibra y Gigabit el último slot, tanto en Combos como puros, Soportan IEEE 1588 y Protocolos de Bus de Campo ( Profinet, etc ) – Versiones Gigabit Total – Versiones PoE

EN-51055, EN-50121 : FERROVIARIOS!

TODOS CON VERSION DE RANGO EXTENDIDO DE TEMPERATURA

Serie 700, MODULARES puertos Fast Ethernet de cobre , fibra y Gigabit el último slot, tanto en Combos como puros, Soportan IEEE 1588 y Protocolos de Bus de Campo ( Profinet, etc ) – Versiones Gigabit Total – Versiones PoE

http://www.moxa.com/product/DIN_Rail_Et

hernet_Switches.htm

Switches Gestionados : Carril DIN

IGS-3044GCIGS-7084GCP IGS-1080A

IES-3062GT IES-3082GP

Switches Gestionados : Carril DIN

KSD-800M KFS-1640KGD-802-B