Evoluzione degli apparati 1 Layer 2 switch r

Evoluzione degli apparati 1

Layer 2 switch r Sono bridge multiporta con velocità di commutazione elevate (wire speed) m m m 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 2

Layer 2 switch (cont. ) r Utilizzati al posto dei bridge r Hanno oramai sostituito i repeater nel “wiring closet” m High-Density High-Speed Desktop Switching r Combinazione di interfacce Ethernet a 10/1000 Mbps r Esempio di layer 2 switch m m 24 porte 10/100 autosensing 1 porta 1000 BASE-SX 3

Layer 2 switch (cont. ) r Applicazioni Peer-to-peer 10 Mbps Client-server 100 Mbps 10 Mbps 1 Gbps L 2 SW Dorsale 1 Gbps 100 Mbps 1 Gbps 4

Switch e protocolli MAC: Ethernet full-duplex r I protocolli MAC sono half-duplex: una sola stazione alla volta può trasmettere r Canali punto-punto (switch-switch, switch-host) m Entrambe le stazioni agli estremi del canale possono trasmettere contemporaneamente • Lo standard IEEE 802. 3 x definisce la modalità operativa fullduplex --> disabilitato il protocollo MAC • Vale per tutte le diverse tipologie di reti Ethernet (10/1000/10000 Mb/s) m m 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 5

Layer 3 switch r E’ un router in grado di inoltrare pacchetti in hardware, con prestazioni vicine o superiori a quelle di uno switch di livello 2 m m Architetture basate su chip ASIC (Application Specific Integrated Circuit) Frame forward rate: decine di milioni di pacchetti al secondo r Combinazione di interfacce Ethernet a 10/1000 Mbps r Esistono già sul mercato layer 3 switch con interfacce 10 -Gigabit ethernet (distanze fino a 40 Km) --> connettività LAN/MAN/WAN basata esclusivamente su Ethernet (a livello end-to-end!!!) r Esempio di layer 3 switch m m 2 porte 1000 BASE-LX 4 porte 1000 BASE-SX 6

Layer 2 e layer 3 switch: utilizzo combinato Internet firewall router 7

Layer 2 e layer 3 switch: utilizzo combinato (cont. ) Layer 2 switch in stack Desktop Switching Server locale Multi. Link Trunking Layer 3 switch Dominio WAN (WD) Porta di rete Server centralizzati Network Management Station 8

Esempio di impiego dei layer 3 switch in un campus Building C Building B Internet Building A (main) 9

La rete di Ingegneria Fiorini ISUFI 1000 Base-LX 1000 Base-SX Layer-3 switch Quadrante 1 193. 204. 76. 0/24 193. 204. 73. 0/24 Quadrante 2 193. 204. 78. 0/24 193. 204. 77. 0/24 Quadrante 3 Layer-2 switch in stack Quadrante 4 10

Reti fault-tolerant r Reti mission critical : reti in cui è richiesta elevata disponibilità del servizio per la criticità delle applicazioni utilizzate m Ridondanza di dorsale; • Individuazione di percorsi fisici alternativi m m Ridondanza sull’interfaccia di rete Stazione duale o tandem 11

Edificio: ridondanza di dorsali 7 o 6 o Dorsale primaria S 6 5 o S 5 4 o S 4 3 o 2 o 1 o Locale tecnico di piano S 7 Dorsale secondaria S 3 S 2 S 1 -P S 1 -S 12

Rete di coprensorio: ridondanza di dorsali Centro stella di comprensorio Edificio 1 Edificio 2 Edificio 3 13

Sistema tandem 1 o Livello di gerarchia Protocollo spanning tree tra switch 2 o Livello di gerarchia Connessioni Ethernet individuali di sistemi duali Calcolatore Principale watch-dog Calcolatore Secondario 14

Layer (>3) switching? r Ex. Server Load Balancer m 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 m Realizza un “server virtuale” m Server reali equivalenti/non equivalenti Client Application Layer Switch Server SYN SYN/ACK ACK GET URL Dati Terminazione delle connessioni nel caso di server reali non equivalenti 15

Content Delivery Networks r Generalizzazione del concetto di bilanciamento del carico su una server farm: distribuzione dei server nella rete in modo da portarli vicino ai client r Ulteriore riduzione dei tempi di risposta grazie all’abbattimento dei tempi di comunicazione attraverso la rete Content delivery network 16

VLAN: Virtual LAN r Le stazioni appartenenti ad una VLAN sono logicamente interconnesse a livello Data Link r Insieme di porte su uno o più switch le quali formano un singolo dominio di broadcast 17

Virtual LAN L 2 SW VLAN #1 VLAN #2 VLAN #3 18

Vantaggi delle VLAN r elevata flessibilità: permettono la progettazione logica della rete indipendentemente dalla dislocazione fisica delle stazioni r isolamento del traffico dei vari gruppi di lavoro a livello Data Link. m m sicurezza e riservatezza dei dati limitazione del traffico di multicast/broadcast delle diverse reti virtuali. 19

Criteri di appartenenza ad una VLAN r Statici m Port-based VLANs r Dinamici m Source MAC-based VLANs m Protocol-based VLANs (es. IPX, Netbeui, LAT, …) m … 20

Definizione delle porte r Access: riceve e trasmette trame untagged r Trunk: riceve e trasmette trame tagged Switch A TRUNK ACCESS (untagged) Switch C ACCESS (untagged) TRUNK (tagged) TRUNK Switch B ACCESS (untagged) TRUNK Switch D ACCESS (untagged) 21

Definizione delle porte (cont. ) VLAN#1 L 2 SW VLAN#2 trunk backbones L 2 SW VLAN #1 VLAN #2 VLAN #3 22

Standard per le VLAN r IEEE 802. 1 q m Standard in ritardo rispetto alle soluzioni dei produttori di apparati m Ammette solo per port VLAN m Fa parte dello stesso progetto lo standard IEEE 802. 1 p (supporto per la Qo. S tramite “priority”) r Frame tagging (Ethernet 2. 0 e IEEE 802. 3, IEEE 802. 5, FDDI) 81 -00 801. Q Tag 6 Destination Address 3 1 6 Source Address user priority CFI 2 Length/Type = TPID VID (VLAN ID) - 12 bits 2 Tag Control Information Formato dei pacchetti Ethernet/IEEE 802. 3 tagged 2 42 1500 Client Length/Type MAC Client DATA Definito anche in: n IEEE 802. 3 ac PAD 4 FCS r IEEE 802. 1 V m Prevede la definizione ed associazione di VLAN per porta e per protocollo 23

Interoperabilità tra le reti virtuali Internet L'interoperabilità tra le reti virtuali è garantita da unità di internetworking esterna, normalmente un router (layer 3 switch!). 24