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Descripción general de las redes de capa 2

 

La capa 2, también conocida como Capa de vínculo de datos, es el segundo nivel del modelo de referencia OSI de siete niveles para el diseño de protocolos de red. La capa 2 es equivalente a la capa de vínculo (la capa más baja) del modelo de red TCP/IP. Layer2 es la capa de red que se utiliza para transferir datos entre nodos de red adyacentes en una red de área extensa o entre nodos de la misma red de área local.

Una trama es una unidad de datos de protocolo, la unidad más pequeña de bits en una red de capa 2. Las tramas se transmiten hacia y desde los dispositivos en la misma red de área local (LAN). A diferencia de los bits, las tramas tienen una estructura definida y se pueden usar para la detección de errores, las actividades del plano de control, etc. No todas las tramas contienen datos de usuario. La red utiliza algunas tramas para controlar el propio vínculo de datos.

En la capa 2, unidifusión se refiere a enviar tramas desde un nodo a otro nodo único, mientras que la multidifusión denota el envío de tráfico de un nodo a varios nodos y la transmisión se refiere a la transmisión de tramas a todos los nodos en una red. Un dominio de difusión es una división lógica de una red en la cual una difusión puede alcanzar a todos los nodos de esa red en la capa 2.

Los segmentos de una LAN se pueden vincular a nivel de trama mediante puentes. La conexión por puentes crea dominios de difusión independientes en la LAN, lo cual crea VLAN, las cuales son redes lógicas independientes que agrupan dispositivos relacionados en segmentos de red independientes. El agrupamiento de dispositivos en una VLAN no depende de la ubicación física de los dispositivos en la LAN. Sin puentes ni VLAN, todos los dispositivos en la LAN Ethernet se encuentran en un único dominio de difusión, y todos los dispositivos detectan todos los paquetes de la LAN.

El reenvío es la transmisión de paquetes desde un segmento de red a otro mediante nodos en la red. En una VLAN, una trama cuyo origen y destino se encuentran en la misma VLAN se reenvía únicamente dentro de la VLAN local. Un segmento de red es una parte de una red de equipos, en la cual cada dispositivo se comunica utilizando la misma capa física.

La capa 2 contiene dos subcapas:

  • Subcapa de control de vínculo lógico (LLC), la cual se encarga de administrar vínculos de comunicaciones y controlar el tráfico de tramas.

  • Subcapa de control de acceso a medios (MAC), la cual controla el acceso de protocolos al medio físico de la red. Mediante el uso de las direcciones MAC que se asignan a todos los puertos de un conmutador, varios dispositivos en el mismo vínculo físico pueden identificarse entre sí de manera única.

    Los puertos, o interfaces, en un conmutador funcionan en modo de acceso, acceso con etiqueta o modo de troncalización:

    • Los puertos en modo de acceso se conectan a un dispositivo de red como una computadora de escritorio, un teléfono IP, una impresora, un servidor de archivos o una cámara de seguridad. El puerto en sí pertenece a una sola VLAN. Las tramas transmitidas a través de una interfaz de acceso son tramas Ethernet normales. De forma predeterminada, todos los puertos en un conmutador están en modo de acceso.

    • Los puertos en modo de acceso con etiqueta se conectan a un dispositivo de red como una computadora de escritorio, un teléfono IP, una impresora, un servidor de archivos o una cámara de seguridad. El puerto en sí pertenece a una sola VLAN. Las tramas transmitidas a través de una interfaz de acceso son tramas Ethernet normales. De forma predeterminada, todos los puertos en un conmutador están en modo de acceso. El modo de acceso con etiqueta admite informática en la nube, específicamente en situaciones que incluyen máquinas virtuales o equipos virtuales. Dado que se pueden incluir varios equipos virtuales en un solo servidor físico, los paquetes generados por un servidor pueden contener una adición de paquetes de VLAN desde diferentes máquinas virtuales en ese servidor. Para adaptarse a esta situación, el modo de acceso con etiqueta refleja los paquetes de regreso al servidor físico en el mismo puerto descendente cuando se aprendió la dirección de destino del paquete en ese puerto descendente. Los paquetes también se reflejan de vuelta al servidor físico en el puerto descendente cuando aún no se ha aprendido el destino. Por lo tanto, el tercer modo de interfaz, el acceso con etiquetas, tiene algunas características del modo de acceso y algunas características del modo de troncalización:

    • Los puertos del modo de troncalización administran el tráfico de varias VLAN, lo que multiplexa el tráfico para todas esas VLAN sobre la misma conexión física. Las interfaces troncalizadas se utilizan generalmente para interconectar conmutadores a otros dispositivos o conmutadores.

      Con la VLAN nativa configurada, las tramas que no contienen etiquetas de VLAN se envían a través de la interfaz troncalizada. Si tiene una situación en la cual los paquetes pasan de un dispositivo a un conmutador en modo de acceso, y desea enviar esos paquetes desde el conmutador a través de un puerto de troncalización, utilice el modo VLAN nativo. Configure la VLAN única en el puerto del conmutador ’(que se encuentra en modo de acceso) como una VLAN nativa. Luego, el puerto de troncalización del ’conmutador procesará estas tramas de manera diferente a los demás paquetes etiquetados. Por ejemplo, si un puerto de troncalización tiene tres VLAN (10, 20 y 30) asignadas con una VLAN 10 que es la VLAN nativa, las tramas en VLAN 10 que dejen el puerto de troncalización en el otro extremo no tienen encabezado (etiqueta) 802.1Q. Existe otra opción de VLAN nativa. Puede hacer que el conmutador agregue o quite etiquetas para los paquetes sin etiquetar. Para ello, configure primero la VLAN única como una VLAN nativa en un puerto conectado a un dispositivo del perímetro. A continuación, asigne una etiqueta de ID VLAN a la VLAN nativa única en el puerto conectado a un dispositivo. Por último, agregue el ID de VLAN al puerto de troncalización. Ahora, cuando el conmutador recibe el paquete sin etiquetar, agrega el ID que especificó y, luego, envía y recibe los paquetes etiquetados en el puerto de troncalización configurado para aceptar dicha VLAN.

Al incluir las subcapas, la capa 2 de la serie QFX admite la siguiente funcionalidad:

  • Tráfico de unidifusión, multidifusión y difusión.

  • Conexión por puentes.

  • VLAN 802.1Q—También conocido como Etiquetado VLAN, este protocolo permite que varias redes por puente compartan de forma transparente el mismo enlace de red físico agregando etiquetas VLAN a una trama Ethernet.

  • La extensión de VLAN de capa 2 en varios conmutadores mediante el protocolo de árbol de expansión (STP) evita que hayan bucles a través de la red.

  • Aprendizaje de Mac, incluido el aprendizaje de MAC por VLAN y la supresión de aprendizaje de la capa 2–Este proceso obtiene las direcciones MAC de todos los nodos de una red

  • Agregación de vínculos—Este proceso agrupa las interfaces Ethernet en la capa física para formar una interfaz de capa de vínculo único, también conocido como grupo de agregación de vínculos (LAG) o paquete LAG

    Note

    La agregación de vínculos no se admite en dispositivos NFX150.

  • Control de tormentas en el puerto físico de unidifusión, multidifusión y difusión

    Note

    No se admite el control de tormentas en dispositivos NFX150.

  • Compatibilidad con STP, incluido 802.1d, RSTP, MSTP y protección de raíz