Progettazione di reti locali basate su switch Switched LAN

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1 Progettazione di reti locali basate su switch Switched LAN

2 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

3 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

4 Argomenti della lezione Criteri di progettazione Progettazione basata su ripetitori e switch Tolleranza ai guasti Progettazione della dorsale in fibra

5 Una regola d oro La soluzione tollerante i guasti deve essere il più semplice possibile e utilizzare il numero minimo di ridondanze necessarie a garantire un percorso alternativo a quello guasto

6 Accorgimenti generali Apparati ridondati devono avere alimentazioni indipendenti Per esempio centro stella Sistema di gestione e controllo della rete per il rilevamento di anomalie e guasti Gruppi di continuità per i sistemi essenziali

7 Dorsale Collegamenti ridondanti Anello: buon rapporto ridondanza/costo Evitare condivisione di elementi critici Percorsi fisici (canaline) Terminazioni (pannelli) Preferire fibra ottica

8 Aspetti protocollari Percorsi alternativi sono problematici per gli switch Spanning tree protocol IEEE 802.1d Reti di calcolatori e applicazioni telematiche, lezione 24, trasparenze 48-51

9 Spanning tree protocol Bridge Protocol Data Unit (BPDU) Elezione del root bridge Selezione delle root port Selezione delle designated port

10 Elezione del root bridge Ogni bridge si propone come root Genera configuration BPDU (C-BPDU) contenenti Proprio identificatore Root priority

11 Elezione del root bridge Fino a che riceve C-BPDU con priorità più bassa C-BPDU prioritarie

12 Root bridge LAN 4 Pri=1 C Root Bridge LAN 6 Pri=2 LAN 1 D Pri=4 B LAN 5 E Pri=3 A Pri=2 LAN 2 LAN 3

13 Root bridge eletto C-BPDU prioritarie sono inoltrate su tutte le porte tranne quella di ricezione A regime sulla rete ci sono C-BPDU generate da un unico bridge Tutti lo riconoscono come root

14 Inoltro delle C-BPDU Una C-BPDU contiene costo del percorso attraversato Root path cost Ogni bridge riceve da una o più porte C-BPDU generate dal root bridge Il costo del percorso è incrementato del costo della porta di ricezione

15 Selezione della root port La porta da cui si riceve la C-BPDU con costo di percorso minore Esistono regole di decisione a parità di costo Identificatore del bridge a monte Identificatore della porta a monte

16 Root port Costo delle porte: 10 LAN 4 Root Bridge RPC=0 C RPC=0 RPC: root path cost LAN 6 Root Port E RPC=10 LAN 1 D Root Port RPC=10 A B Root Port Root Port RPC=10 LAN 5 LAN 2 RPC=20 (10 di D + 10 di E) RPC=10 LAN 3

17 Ruolo della root port Riceve traffico dal root bridge per il resto dell albero Inoltra traffico verso il root bridge

18 Stato delle altre porte Le altre porte (oltre alla root) possono essere Designated Riceve e inoltra traffico In stato blocking Non riceve e inoltra traffico Da utilizzare in caso di guasto

19 Selezione delle designated port Non si ricevono C-BPDU LAN foglia dello spanning tree Porte del root bridge Si ricevono C-BPDU con costo di percorso minore di quello delle BPDU inoltrate

20 Designated port Costo delle porte: 10 Root Bridge Designated Port LAN 4 Root Port E RPC=10 LAN 1 RPC=20 D Root Port RPC=0 RPC=10 Designated Port C A RPC=0 Root Port RPC=10 LAN 3 RPC: root path cost Designated Port B Root Port LAN 6 Designated Port RPC=10 LAN 5 LAN 2 Designated Port

21 Ruolo del designated port Riceve traffico da un sottoalbero Inoltra traffico Verso il root bridge In altri sottoalberi

22 Porte in stato blocking Root Bridge Designated Port LAN 4 Root Port E RPC=10 LAN 1 RPC=20 D RPC=0 RPC=10 Blocking Root Port Designated Port Blocking C Root Port A RPC=0 RPC=10 LAN 3 Designated Port B Root Port LAN 6 Designated Port RPC=10 LAN 5 LAN 2 Designated Port

23 Reazione a guasti Riconfigurazione dello spanning tree Tempo impiegato: 50 sec

24 Limitazioni dello spanning tree protocol Lentezza di riconfigurazione Massimo 7 bridge in cascata Può essere superato modificando i time-out Unico albero di instradamento Risorse sottoutilizzate

25 Superare le limitazioni dello spanning tree protocol Rapid spanning tree protocol IEEE 802.1w Riconfigurazione in 10 ms Multiple spanning tree protocol IEEE 802.1s Superamento dei limiti di dimensione Gerarchia di alberi

26 Progettazione dello spanning tree protocol Stabilire il root bridge Stabilire il backup root bridge Subentra al root bridge in caso di malfunzionamento Progettazione dei dettagli dell albero Porte in stato blocking

27 Progettazione dello spanning tree protocol Come minimo Studio dell albero ottimale in condizioni normali Studio dell albero in condizioni di guasto Diametro massimo 7 switch Eventualmente, taratura time-out

28 Ridondanza del centro stella

29 La rete e lo spanning tree Root bridge Bridge priority S1-P S1-S S2 S5 S3 S4 LEGENDA Porta root Porta designated Porta blocking S6 S7

30 Topologia attiva senza guasti S1-P S1-S S2 S5 S3 S6 S4 S7

31 Reazione ai guasti S1-P Guasto S1-S S2 S5 S3 S4 LEGENDA Porta root Porta designated Porta blocking S6 S7

32 Reazione ai guasti S1-P S1-S S2 S5 S3 S4 LEGENDA Porta root Guasto Guasto Porta designated Porta blocking S6 S7

33 Reazione ai guasti S1-P Guasto S1-S Root bridge S2 S5 S3 S6 S4 LEGENDA Porta root Porta designated Porta blocking S7

34 Topologia attiva con cattiva configurazione S3 Root bridge S1-P S1-S S2 S5 S6 S4 S7

35 Progettazione delle dorsali in fibra ottica

36 Le dorsali in fibra ottica Progettazione spesso trascurata Prima degli standard trasmissivi ad alta velocità Margine di tolleranza grazie a basse velocità Divisione netta tra progettista di cablaggio e progettista parte attiva

37 Le dorsali in fibra ottica Al confine di domini di responsabilità Progettista del cablaggio non è aggiornato su standard protocollari recenti Progettista di livello 2 assume cablaggio appropriato

38 Terminologia Canale o optical channel: canale trasmissivo tra due apparati attivi Optical Channel Power budget massima attenuazione ammessa sul canale Misurata in db

39 Minimo canale ottico Bretella Tratta cavo fibra ottica ottica Accopp. Accopp. ottico ottico Optical Channel Attenuazione di canale o Channel Insertion Loss: attenuazione sulle parti passive minime

40 Accoppiamento ottico Connettore SC Bussola SC Connettore SC Bussola SC Connettore SC attenuazione max 0,75 db

41 Accoppiamento ottico Accopp. ottico Accopp. ottico Cavo multifibra Optical Channel Cassetto ottico Bussola SC montata a pannello Connettore SC Bretella ottica

42 Dorsale di comprensorio Cavo multifibra Rilancio

43 Punto di rilancio Rilancio

44 Cassetto ottico passante Cavo entrante Fibra uscente sul pannello frontale Fibre passanti Cavo uscente Pig-tail Splice-organizer Splice

45 In generale L attenuazione di canale è data da L T a + N a 0,75 + N g 0,3 L T = lunghezza tratte in fibra [km]

46 In generale L attenuazione di canale è data da L T a + N a 0,75 + N g 0,3 L T = lunghezza tratte in fibra [km] a = attenuazione della fibra [db/km] Dipendente dalla lunghezza d onda

47 In generale L attenuazione di canale è data da L T a + N a 0,75 + N g 0,3 L T = lunghezza tratte in fibra [km] a = attenuazione della fibra [db/km] Dipendente dalla lunghezza d onda N a = numero di accoppiamenti ottici

48 In generale L attenuazione di canale è data da L T a + N a 0,75 + N g 0,3 L T = lunghezza tratte in fibra [km] a = attenuazione della fibra [db/km] Dipendente dalla lunghezza d onda N a = numero di accoppiamenti ottici N g = numero di giunzioni

49 Margine di sicurezza Sul power budget Tiene in conto attenuazione aggiuntiva dovuta a Sporcizia sulle teste dei connettori Difetti nella smerigliatura della fibra Difetti nella saldatura della fibra

50 Ethernet 10 e 100 Mb/s su fibra ottica Parametri Banda Passante (MHz*Km) Power Budget di canale (db) Distanza massima (m) Attenuazione di canale (db) Margine di sicurezza (db) Budget rimanente (db) MMF 62.5 µm 850 nm 1300 nm 10B-FL 100B-FX , , , , ,5 1 5,5

51 Ethernet 10 e 100 Mb/s su fibra ottica Parametri Banda Passante (MHz*Km) Power Budget di canale (db) Distanza massima (m) Attenuazione di canale (db) Margine di sicurezza (db) Budget rimanente (db) MMF 50 µm 850 nm 1300 nm 10B-FL 100B-FX 500 6, ,25 1 0, ,5 1 1,5

52 Attenuazione di canale in 10GBASE-E 16 Caratteristiche attenuatore Attenuazione del canale o tratta Attenuazione minima Attenuazione ideale Attenuazione massima

53 Progettazione di reti locali basate su switch Switched LAN