LANS

SWITCHADAS

CAPÍTULO III

3. MARCO TEÓRICO

El propósito de este documento es proveer un mejor conocimiento de las

Redes de Área Local Virtuales o VLANs y su utilización. En las siguientes

secciones se definirá lo que es una VLAN, conceptos varios de los

diferentes equipos necesarios para la práctica, además se va a describir

ciertos beneficios y limitaciones existentes en las VLANs.

También se indicará el por qué es necesario que un administrador de

redes tenga conocimiento de las VLANs y su utilización.

3.1 PUENTES Y CONMUTADORES

“Estos son dispositivos que aumentan la flexibilidad para topologías de

red y mejoran sus prestaciones.

Tanto los puentes como los conmutadores disponen de canales de

comunicación de alta velocidad en su interior que conmutan el tráfico

entre las estaciones conectadas a ellos.

Incrementan la capacidad de tráfico de la red dividiéndola en segmentos

más pequeños y filtrando el tráfico innecesario, ya sea automáticamente o

en función de filtros definidos por el administrador de la red, haciéndola en

definitiva más rápida y eficaz.

Esto es lo que permite que cada segmento disponga de un canal de 10

Mbps ó 100 Mbps, si el dispositivo está diseñado para ésta velocidad, en

lugar de tener un solo canal para todos los nodos de la red”1.

1 REDES ethernet, CONMUTADORES, www.regionalcna.org.ar/

3.2 PUENTES O BRIDGES

“Los puentes se utilizan para la conexión de redes diferentes, como por

ejemplo Ethernet y Fast Ethernet. Igual que los repetidores, son

independientes de los protocolos y retransmiten los paquetes a la

dirección adecuada, basándose precisamente en ésta (dirección de

destino indicada en el propio paquete).

Su diferencia con los repetidores consiste en que los puentes tienen cierta

inteligencia, la misma que les permite reenviar o no un paquete al otro

segmento; cuando un paquete no es retransmitido se dice que ha sido

filtrado. Esos filtros pueden ser automáticos, en función de las direcciones

de los nodos de cada segmento que los puentes “aprenden” al observar el

tráfico de cada segmento o pueden ser filtros definidos por el

administrador de la red e función de la seguridad, grupos de trabajo de la

red, limitaciones de tráfico innecesario, etc.

Existe otra notable diferencia con relación a los repetidores y es que en

éstos el ancho de banda es compartido, mientras que con los puentes

cada segmento dispone del 100 % del ancho de banda”2.

3.3 SWITCH O CONMUTADOR

“El switch es un dispositivo similar a un concentrador, el mismo que

dispone de las características antes mencionadas de canales de alta

velocidad en su interior y capacidad de filtrar el tráfico.

Los switchs Ethernet son una ampliación del concepto de puentes, ya que

si se ha visto que tiene sentido unir dos redes con un puente, por qué no

crear un dispositivo que permita la unión de cuatro, seis, o más redes

entre sí?.Es eso entonces lo que hace un switch.

Los switchs LAN tiene básicamente dos arquitecturas “store and forward”

(almacenar y remitir) y “cut through” (cortar y atravesar). En un principio

los modelos “cut through” tenían una ventaja de velocidad porque cuando

un paquete entra en el switch, solo se examina la dirección del destino

antes de remitirlo a su segmento de destino”3.

2 Comunicación de datos; REPETIDORES, www.Imdata.es/reports/cableado.htm3 REDES virtuales, REDES VIRTUALES VLAN, www.net21.ucdavis.edu/newlan.htm.

3.4 ¿QUÉ ES UNA VLAN?

“Para poder entender las VLANs, es necesario primeramente tener un

conocimiento acerca de LANs. Una Red de Área Local puede ser definida

de un modo general como un dominio de transmisión (broadcast domain).

Hubs, bridges o switches en el mismo segmento físico o segmentos

conectan todos los dispositivos de los nodos terminales.

Típica Red Switchada

Las VLANs pueden ser vistas como un grupo de dispositivos en diferentes

segmentos físicos de una LAN, los cuales pueden comunicarse entre sí

como si todos ellos estuvieran dentro del mismo segmento físico de la

LAN. Las VLANs proveen un gran número de beneficios en la red, los

cuales se discutirán en la siguiente sección. Para tomar ventaja de los

beneficios de las VLANs, necesitamos una diferente topología de red.

Aunque esta red tiene ciertas ventajas en velocidad y latencia también

existen algunas desventajas muy serias. La más notable de éstas es el

que todos los hosts (nodos terminales) se encuentren en el mismo

dominio de transmisión. Esto aumenta una gran cantidad de tráfico a la

red que es vista por todos los hosts de la red. Al crecer la red, el tráfico de

transmisión tiene el impacto potencial de inundar la red y hacerla casi

inutilizable.

Los switchs que utilizan VLANs, crean la misma división de la red en

separados dominios de transmisión pero no tiene los problemas de

latencia que tiene un router. Los switchs son también una efectiva

solución si se busca costo beneficio”4.

4 REDES, REDES VIRTUALES VLAN´S, www.networking.ibm.com/821/82lover2.html#s1

Nótese el siguiente grafico el identificador de la LAN aparece en la

interfaz del único router.

Todavía es necesario utilizar un router cuando nos estamos moviendo

entre dominios de transmisión y en este ejemplo, la interfaz del router es

un miembro de todas las VLANs.

3.5 GRUPOS DE VLANS UTILIZANDO RUTAS DE TRÁFICO

“Hasta el momento se podría pensar del por qué alguien realizaría

semejante trabajo para terminar con lo que parece ser la misma red (al

menos desde un punto de vista lógico) que la original.

Se mantiene un problema de la figura anterior. En un ambiente de un

tamaño considerable, es difícil escalar el modelo anterior debido a las

distancias físicas principalmente. La solución a estos problemas es

instalar ATM en la nube y utilizar algo llamado LAN Emulation (LANE

Emulación de LAN) para proveer servicios de backbone a los dispositivos

terminales, o en este caso, los switches Ethernet mostrados en la figura 5.

Sin entrar en detalle, LAN Emulation sobre ATM da el sentido para

soportar totalmente aplicaciones existentes basadas en redes LAN sin

necesidad de cambios. Software para una avanzada emulación de redes

LAN provee transparencia del fundamental movimiento de la red a ATM.

En adición a esto, LAN provee los siguientes beneficios:

Mayor capacidad

Superior distribución, ubicación y manejo de la capacidad de la red

Un manejo más fácil del constante cambio de los miembros de la

LAN

Acceder a múltiples VLANs desde la misma interfaz física

Comodidad y tranquilidad ente la evolución de nuevas

aplicaciones”5.

5 REDES virtuales, QUE ES UNA VLAN, www.net21.ucdavis.edu/newlan.htm

3.6 BENEFICIOS DE UNA VLAN

“Como hemos visto, existen varios beneficios de la utilización de VLANs.

Para resumir, los beneficios de la arquitectura VLAN incluyen:

Aumento de rendimiento

Mejora en el manejo

El ajuste de la red y simplificación de las configuraciones de

software

Independencia de la topología física

Opciones de aumentar la seguridad

3.7 AUMENTO DE RENDIMIENTO

Las redes switchadas por naturaleza aumentarán el rendimiento sobre los

dispositivos compartidos utilizados en la actualidad, principalmente

reduciendo el tamaño de los dominios de colisión. Agrupando usuarios en

redes lógicas también aumentará el rendimiento limitando el tráfico de

transmisión a los usuarios que ejecutan funciones similares o dentro de

grupos de trabajo individuales. Adicionalmente, se necesita rutear menos

tráfico y la latencia agregada por los ruteadores será reducida.

3.8 MEJORA EN EL MANEJO

Las VLANs proveen una manera fácil, flexible y menos costosa de

modificar grupos lógicos en ambientes cambiantes. Las VLANs hacen que

las redes muy extensas sean más manejables, permitiendo

configuraciones centralizadas de los dispositivos localizados en diversas

ubicaciones físicas.

3.9 SIMPLIFICACIÓN DE LAS CONFIGURACIONES DE SOFTWARE

Las VLANs permitirán a los administradores de la LAN “ajustar” sus redes

agrupando lógicamente a sus usuarios. Las configuraciones de software

pueden ser hechas uniformemente a través de máquinas con la

consolidación de los recursos de un departamento dentro de una red. Las

direcciones IP, submáscara de red y protocolos de red local serán más

consistentes a través de toda la VLAN.

3.10 INDEPENDENCIA DE LA TOPOLOGÍA FÍSICA

Las VLANs proveen independencia de la topología física de la red,

permitiendo grupos de trabajo que son físicamente diversos estar

lógicamente conectados dentro de un mismo dominio de transmisión.

Si la infraestructura física ya está en su lugar, es un asunto de agregar

puertos en nuevas ubicaciones a VLANs existentes si un departamento se

expande o es reubicado. Estas tareas pueden tomar lugar en el avance

del movimiento y es entonces asunto de mover los dispositivos con sus

configuraciones existentes de una ubicación a otra.

Los puertos antiguos pueden ser “de comisionados” para un uso futuro o

reutilizado por el departamento por nuevos usuarios en la VLAN.

3.11 OPCIONES DE AUMENTAR LA SEGURIDAD

Las VLANs tienen la habilidad de proveer seguridad adicional que no es

disponible en un ambiente de red con medios compartidos. Por naturaleza

una red switchada entrega frames únicamente a los receptores indicados

y transmite frames solo a los miembros de la VLAN.

Esto permite al administrador de la red segmentar los usuarios que

requieren acceso a información sensible en VLANs separadas del resto

de la comunidad general de usuarios sin importar la ubicación física.

Además, el monitorear un puerto con una analizador de tráfico,

únicamente verá el tráfico asociado con ese puerto en particular, haciendo

el monitoreo discreto del tráfico de la red más difícil.

Debería notarse que el aumento de la seguridad mencionado

anteriormente no debe ser considerado en lo absoluto como una

protección total contra violaciones de seguridad. Lo que esto provee es

una protección adicional contra los intentos no deseados de ver el tráfico

de la red.

3.12 LIMITACIONES DE LAS VLANS

Existen pocas limitaciones al utilizar VLANs, algunas de las más notables

son:

Limitaciones de transmisión

Limitaciones de dispositivos

Constantes de puertos

3.12.1. LIMITACIONES DE TRANSMISIÓN

Para poder manejar el tráfico de transmisión en un ambiente de una

VLAN ATM es necesario tener un servidor especial que sea una parte

integrada de la infraestructura ATM. Este servidor tiene limitaciones en el

número de transmisiones que pueda reenviar.

Algunos protocolos de red que estarán corriendo dentro de las VLANs

individuales, tales como IPX, AppleTalk hacen uso extenso del tráfico de

transmisión. Esto tiene la potencialidad de realizar entradas impactantes

en los switches o servidores de transmisión y podría requerir una

consideración especial cuando se determine el tamaño de la VLAN y su

configuración.

3.13 LIMITACIONES DE DISPOSITIVOS

El número de direcciones de Ethernet que se puede soportar por cada

dispositivo terminal es de 500. Esto representa una distribución de cerca

de 20 dispositivos por cada puerto de la Red. Estos números son en

realidad limitaciones técnicas que podrían ser reducidas a futuro debido a

los requerimientos de rendimiento de los dispositivos adjuntados.

Estas limitaciones están sobre los niveles recomendados para un mejor

rendimiento de la red. Desde un punto de vista de rendimiento, la tasa

ideal de cada puerto de los usuarios finales de la red será de un

dispositivo por puerto. Desde un punto de vista práctico, una sola tasa del

puerto de una red podría ser compartida por un número de dispositivos

que no requieren un gran ancho de banda y que pertenecen a la misma

VLAN. Un ejemplo de esto sería una computadora de escritorio, una

impresora y una computadora portátil de algún usuario.

3.14 CONSTANTES DE PUERTOS

Si un hub o switch de un departamento está conectado al puerto de una

red, cada puerto en ese hub debe pertenecer a la misma VLAN. Los hubs

no tienen la capacidad de proveer VLANs a puertos individuales y las

VLANs no pueden ser extendidas más allá de los puertos de los

dispositivos finales aún si un switch capaz de soportar VLANs es

adjuntado.

3.15 PREPARACION PARA VLANs

3.15.1 ¿CUÁNTAS VLANs SE NECESITAN?

En la mayoría de casos es necesario crear una sola VLAN, si existen

varios departamentos en el proyecto, entonces lo mejor será limitar el

número de VLANs de cada departamento a un máximo de 1 o 2. Lo mejor

es considerar que cada una de las VLANs más pequeñas obtendrán

mayores beneficios si tratan de concentrar la mayor cantidad de usuarios,

si es posible todos dentro de una VLAN de mayor tamaño y solo entonces

será necesario crear VLANs de menor tamaño para agrupar usuarios

potenciales o aquellos que requieran un manejo especial.

También podría depender del tipo de red que estamos tratando, por

ejemplo si no se desea que usuarios de un departamento accedan a los

recursos de otra área, entonces será necesario crear tantas VLANs como

los requerimientos de la red así lo necesiten”6.

6 SISTEMAS paralelos y distribuidos, BENEFICIOS, LIMITACIONES, CARACTERIZTICAS DE LAS VLANS, www.Idc.usb.ve/~spd/Docencia/redes2.htm