CCNA Completo | Leccion 6 | Switches Ethernet Capa 2
Summary
TLDREn este tutorial de Pablo Hidalgo, se aborda la lección número 6 sobre Switches Capa 2 en el curso CCNA Completo. Se explica que Ethernet, definido por la IEEE en los estándares 802.2 y 802.3, opera en las capas de enlace de datos y física. Se detalla la estructura de una trama Ethernet 802.3, incluyendo campos como preámbulo, inicio de trama, direcciones MAC, tipo, datos y checksum. Se menciona que los switches capa 2 utilizan direcciones MAC para tomar decisiones de transmisión, sin requerir conocimiento de los datos en la carga útil. Se discute el funcionamiento de la tabla MAC, la diferencia entre trámas unicast y broadcast, y la importancia de la autonegociación de velocidad y duplex para evitar problemas de rendimiento. Finalmente, se menciona la evolución de los switches de Cisco, pasando de la familia 2960X y 2960XR a los Catalyst 9200 que soportan velocidades de 100 Mbps, 1 Gbps y 10 Gbps.
Takeaways
- 😀 El vídeo es parte del curso CCNA Completo y trata sobre Switches Capa 2.
- 🔗 Ethernet es una familia de tecnologías de redes definida por la IEEE en sus estándares 802.2 y 802.3.
- 📈 Funciona en las capas de enlace de datos y física del modelo OSI.
- 📊 La estructura de una trama Ethernet 802.3 incluye preámbulo, inicio de trama, direcciones MAC de destino y origen, tipo, datos y checksum.
- 📝 El tamaño mínimo de una trama Ethernet es de 64 bytes y el máximo es de 1.518 bytes.
- 🔍 Los switches capa 2 utilizan direcciones MAC para tomar decisiones de transmisión de tramas.
- 📋 Un switch Ethernet capa 2 mantiene una tabla de direcciones MAC para decidir cómo transmitir las tramas.
- 🔄 La dirección MAC de unicast se utiliza cuando una trama está destinada a un único dispositivo.
- 🔁 Unicast desconocido hace que el switch transmita la trama por todos los puertos excepto el de entrada.
- 🔄 La trama de broadcast tiene una dirección MAC de 12 veces la letra F en hexadecimal y es inundada por todos los puertos excepto el de entrada.
- 💡 Es importante que el dúplex y el ancho de banda coincidan en los puertos del switch y los dispositivos conectados para evitar problemas de rendimiento.
Q & A
¿Cuál es la función principal de Ethernet en las redes de computadoras?
-Ethernet es una familia de tecnologías de redes que definen estándares de comunicación en las capas de enlace de datos y física del modelo OSI.
¿Cuál es la estructura básica de una trama Ethernet 802.3?
-Una trama Ethernet 802.3 contiene un preámbulo de 7 bytes, un campo de inicio de trama de 1 byte, direcciones MAC de destino y origen de 6 bytes cada una, un campo de tipo de 2 bytes, un campo de datos o carga útil que puede variar de 46 a 1500 bytes, y un campo de checksum de 4 bytes.
¿Cuál es la diferencia entre el tamaño mínimo y máximo de una trama Ethernet?
-El tamaño mínimo de una trama Ethernet es de 64 bytes, mientras que el tamaño máximo es de 1500 bytes. Sin embargo, con la implementación de VLANs, este valor puede aumentar hasta 1522 bytes.
¿Cómo utiliza un switch Ethernet de capa 2 las direcciones MAC para tomar decisiones de transmisión de tramas?
-Un switch Ethernet de capa 2 utiliza una tabla de direcciones MAC para determinar por qué puerto transmitir una trama, basándose en la dirección MAC de destino de la trama y las entradas en su tabla MAC.
¿Qué sucede si la dirección MAC de destino de una trama no se encuentra en la tabla MAC del switch?
-Si la dirección MAC de destino no se encuentra en la tabla MAC, el switch inundará la trama, es decir, la transmitirá por todos los puertos excepto por el que ingresó la trama.
¿Qué es una dirección MAC de unicast y cómo afecta la decisión de transmisión de un switch?
-Una dirección MAC de unicast se utiliza cuando una trama está destinada a un único dispositivo de la red. Si la dirección MAC de destino es unicast, el switch buscará una coincidencia en su tabla MAC y transmitirá la trama solo por el puerto asociado a esa dirección.
¿Qué es una trama de broadcast y cómo se maneja en un switch Ethernet de capa 2?
-Una trama de broadcast es una trama destinada a todas las direcciones de la red, identificada por una dirección MAC de destino con 12 veces la letra F en hexadecimal. Un switch la inundará por todos los puertos excepto por el de entrada.
¿Qué es la autonegociación y por qué es importante en los switches Ethernet?
-La autonegociación es una función que permite que dos dispositivos negocien automáticamente la velocidad y el modo de duplex. Es importante para evitar problemas de rendimiento, como el duplex mismatch, que ocurre cuando los dispositivos no concuerdan en la configuración de duplex.
¿Cuáles son las diferencias entre los switches de la familia 2960X/XR y los switches Catalyst 9200 de Cisco?
-Los switches de la familia 2960X/XR han sido reemplazados por los Catalyst 9200, los cuales soportan puertos de 100 megabits por segundo, 1 gigabit por segundo y 10 GigaBits por segundo, en comparación con los modelos anteriores.
¿Qué se estudiará en la próxima lección del curso mencionado en el guion?
-En la próxima lección se iniciará el estudio de la capa 3 del modelo OSI, específicamente el protocolo de Internet (IP).
Outlines
📚 Introducción a Switches Capa 2 y Ethernet
En el sexto videotutorial de la serie CCNA Completo, Pablo Hidalgo explica los fundamentos de los switches de capa 2 y la tecnología Ethernet. Se menciona que Ethernet es definido por la IEEE en los estándares 802.2 y 802.3, y opera en las capas de enlace de datos y física. Se describe la estructura de una trama Ethernet 802.3, incluyendo campos como el preámbulo, inicio de trama, direcciones MAC de destino y origen, tipo, datos y checksum. Se explica que el tamaño mínimo de una trama es de 64 bytes y el máximo es de 1.518 bytes, excluyendo los campos de preámbulo e inicio de trama. Además, se anticipa que la inclusión de VLANs aumentará el tamaño máximo a 1522 bytes. Los switches capa 2 utilizan direcciones MAC para tomar decisiones de transmisión, sin necesitar conocer los datos en la carga útil. Se detalla cómo construyen dinámicamente una tabla MAC examinando las direcciones MAC de las tramas entrantes, y cómo gestionan las tramas unicast y broadcast. Se enfatiza que los switches inundan las tramas broadcast a todos los puertos excepto el de entrada.
🔌 Consideraciones de Ancho de Banda y Dúplex en Switches Capa 2
Este párrafo aborda la importancia de que el ancho de banda y el modo de dúplex coincidan en los puertos de los switches y los dispositivos conectados. Se menciona que la autonegociación es una función común en los switches Ethernet que permite ajustar automáticamente la velocidad y el duplex entre dos dispositivos. Se discute el problema de 'duplex mismatch', que ocurre cuando un puerto opera en half-duplex mientras otro en full-duplex, lo que puede causar problemas de rendimiento. Se hace referencia a la evolución de los switches de capa 2 de Cisco, donde los modelos 2960X y 2960XR han sido reemplazados por la familia Catalyst 9200, que soporta velocidades de 100 Mbps, 1 Gbps y 10 Gbps. Finalmente, se invita a los espectadores a seguir al presentador en Twitter y LinkedIn, y se anuncia que el siguiente tema de estudio será la capa 3 y el protocolo IP.
Mindmap
Keywords
💡Ethernet
💡IEEE 802.2 y 802.3
💡PDU
💡Switch Capa 2
💡Tabla de direcciones MAC
💡Unicast
💡Broadcast
💡Duplex
💡Autonegociación
💡End of Life (EOL)
Highlights
Tutorial de Pablo Hidalgo continúa con la lección número 6 sobre Switches Capa 2.
Ethernet es una familia de tecnologías de redes definidas por la IEEE en sus estándares 802.2 y 802.3.
Ethernet opera en las capas de enlace de datos y la capa física del modelo híbrido.
La trama Ethernet 802.3 tiene una estructura específica con campos de preámbulo, inicio de trama, MAC destino, MAC origen, tipo y datos.
El tamaño mínimo de una trama Ethernet es de 64 bytes y el tamaño máximo es de 1.518 bytes.
Los campos de preámbulo e inicio de trama no se consideran al calcular el tamaño de la trama.
Se agregará un campo adicional para VLANs, lo que aumentará el tamaño máximo de la trama a 1522 bytes.
Los switches capa 2 utilizan direcciones MAC para tomar decisiones de transmisión de tramas.
Los switches capa 2 no necesitan conocer los datos en el campo de carga útil de las tramas.
Los switches utilizan una tabla de direcciones MAC para decidir cómo transmitir las tramas.
La tabla MAC inicialmente está vacía y se construye dinámicamente a través de la observación de direcciones MAC de tramas entrantes.
Las entradas en la tabla MAC se mantienen por un máximo de 5 minutos en la mayoría de los switches Ethernet.
Una dirección MAC de unicast se utiliza cuando una trama está destinada a un único dispositivo de la red.
Si la dirección MAC destino no se encuentra en la tabla MAC, se realiza un 'inundar' de la trama por todos los puertos excepto el de entrada.
Las tramas de respuesta permiten que el switch aprenda y actualice la tabla de direcciones MAC con la dirección MAC origen y el puerto de entrada.
Una trama de broadcast tiene una dirección destino de 12 veces la letra F en hexadecimal y es inundada por todos los puertos excepto el de entrada.
La coincidencia de dúplex y ancho de banda entre los puertos del switch y los dispositivos conectados es crítica en switches capa 2.
La autonegocación es una función que permite a dos dispositivos negociar automáticamente la velocidad y el duplex.
El 'duplex mismatch' es una causa común de problemas de rendimiento en enlaces Ethernet de 10 y 100 megabits por segundo.
Los switches de la familia 2960X y 2960XR de Cisco han sido reemplazados por la familia de switches Catalyst 9200.
Los switches Catalyst 9200 soportan puertos de 100 megabits por segundo, 1 gigabit por segundo y 10 GigaBits por segundo.
Se anuncia la próxima lección sobre la capa 3 y el estudio del Internet Protocol (IP).
Transcripts
Saludos !! Bienvenidos a Tutoriales de Pablo Hidalgo, vamos a continuar
con nuestro CCNA Completo, el día de hoy les traigo la lección número 6: Switches Capa 2.
Recordemos de la lección anterior que Ethernet es una familia de tecnologías de redes que fueron
definidos por la IEEE en sus estándares 802.2 y 802.3, Ethernet funciona en las capas de enlace
de datos y en la capa física de nuestro modelo híbrido. En la capa 2 de nuestro modelo híbrido
los PDUs se llaman tramas, la trama ethernet 802.3 tiene la siguiente estructura: primero un campo
de preámbulo de 7 bytes de tamaño seguido de un campo de inicio de trama de un byte de tamaño,
el campo MAC destino de 6 bytes de tamaño, dirección MAC origen 6 bytes de tamaño,
el campo de tipo que mide 2 bytes, el campo de datos o carga útil que puede
tener un tamaño de los 46 hasta los 1.500 bytes y finalmente un campo de checksum de 4 bytes de
tamaño. El tamaño mínimo que debe tener una trama ethernet será de 64 bytes y el tamaño
máximo que puede alcanzar una trama ethernet será de 1.518 bytes, deben tomar en cuenta que
los campos de preámbulo y de inicio de trama no se utilizan para computar el tamaño de la trama,
más adelante en el curso cuando estudiemos el tema de VLANs vamos a agregar un campo
adicional que hará que nuestro tamaño máximo pueda alcanzar 1522 bytes de tamaño.
Un switch ethernet capa 2 utiliza las direcciones MAC para tomar sus decisiones de transmisión de
tramas, los switches capa 2 no conocen ni necesitan saber cuáles son los datos que
viajan en el campo de carga útil de las tramas, los switches toman sus decisiones de transmisión
de tramas basados únicamente en las direcciones ethernet capa 2. Un switch Ethernet capa 2 utiliza
una tabla de direcciones MAC para tomar sus decisiones de cómo debe transmitir las tramas,
como vemos en pantalla inicialmente la tabla MAC de los switches capa 2 no contiene información,
un switch construye dinámicamente su tabla de direcciones MAC examinando las direcciones MAC
origen de las tramas que ingresan por sus puertos, si la dirección MAC origen no existe en la tabla
MAC del switch entonces esta se agrega a la tabla junto con la información del puerto del
switch por el cual ingresó la trama, si la dirección MAC origen ya existía en la tabla
MAC del switch entonces éste actualiza un timer para esa entrada, por defecto la mayoría de los
switches ethernet mantienen entradas en la tabla MAC por un máximo de 5 minutos. Una dirección MAC
de unicast se utiliza cuando una trama está destinada a un único dispositivo de la red,
si la dirección Mac destino es una dirección de unicast el switch buscará una coincidencia entre
la dirección destino de la trama y las entradas en su tabla MAC, si la dirección MAC destino
existe en la tabla MAC el switch transmitirá la trama únicamente por el puerto específico donde
se ubica esa dirección MAC, si por el contrario la dirección MAC destino no se encuentra en la
tabla MAC de los switches esto se llama un unicast desconocido y el switch entonces deberá transmitir
la trama por todos los puertos excepto por el que ingresó, esto se le llama inundar la trama.
Continuando con el ejemplo anterior cuando la PC con dirección MAC
0002.0002.0002 genera la trama de respuesta entonces el switch aprenderá su dirección MAC
origen y el puerto por donde ingresó la trama y entonces lo agregará a su tabla de direcciones
MAC. Una trama cuyo destino es una dirección MAC con 12 veces la letra F en hexadecimal que
equivale a 48 unos binarios se llama trama de broadcast y siempre será inundada o sea
el switch la transmitirá por todos los puertos excepto por el que ingresó, más adelante en el
curso estudiaremos protocolos que requieren de tramas de broadcast para operar correctamente
Les muestro además en pantalla una trama de broadcast para enfatizar que es aquella
cuya dirección destino es 12 veces la letra F en hexadecimal. En los switches capa 2 es crítico que
tanto el dúplex como el ancho de banda coincida entre los puertos del switch y los dispositivos
conectados tales como computadoras servidores u otros switches, la auto negociación es una función
opcional que tienen la mayoría de los switches Ethernet, permite que dos dispositivos puedan
negociar automáticamente la velocidad y el duplex, duplex mismatch es una de las causas más comunes
de problemas de desempeño en enlaces ethernet de 10 y de 100 megabits por segundo, éste ocurre
cuando un puerto en un extremo del enlace está operando en Half dúplex mientras que el puerto
en el otro extremo quedó operando full-duplex, más adelante en este curso veremos cómo se maneja la
configuración de dúplex y velocidad en switch capa 2. En el caso de switches capa 2 fabricados por
Cisco por muchos años se utilizaron switches de la familia 2960X y 2960XR como switches capa 2 de
acceso para conexión de equipos terminales, estos equipos ya han sido declarados End of Life o fin
de vida por parte de Cisco y han sido reemplazados con la familia de switches Catalyst 9200,
los switches Catalyst 9200 soportan puertos de 100 megabits por segundo,
1 gigabit por segundo y también de 10 GigaBits por segundo. Les recuerdo que me pueden seguir
por Twitter y por la red social linkedin, en la siguiente lección vamos a iniciar el estudio de
la capa 3 o capa de red y más específicamente vamos a empezar el estudio del internet protocol
o IP. Muchas gracias a todos por su atención los espero en el próximo vídeo, hasta luego
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