1 evoluzione degli apparati. 2 layer 2 switch r sono bridge multiporta con velocità di commutazione...
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Evoluzione degli apparati
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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
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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
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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
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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
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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
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Layer 2 e layer 3 switch: utilizzo combinato
Internetrouter
firewall
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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
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Esempio di impiego dei layer 3 switch in un campus
Internet
Building A (main)
Building CBuilding B
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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
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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
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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
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Rete di coprensorio: ridondanza di dorsali
Edificio 2
Edificio 3
Edificio 1 Centro stella di comprensorio
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Sistema tandem
CalcolatoreSecondario
CalcolatorePrincipale
1o Livello di gerarchiaProtocollo spanning tree
tra switch
2o Livello di gerarchiaConnessioni Ethernet
individuali di sistemi duali
watch-dog
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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
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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
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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
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Virtual LAN
VLAN #1VLAN #2VLAN #3
L2SW
L2SW
L2SW
L2SW
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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.
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Criteri di appartenenza ad una VLAN
Statici Port-based VLANs
Dinamici Source MAC-based VLANs Protocol-based VLANs (es. IPX, Netbeui, LAT, …) …
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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
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Definizione delle porte (cont.)
VLAN #1VLAN #2VLAN #3
L2SW
L2SW
L2SW
L2SW
trunk backbones
VLA
N#
1
VLA
N#
2
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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
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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