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De los hubs a las VLAN
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Uso de los hubs
• Dispositivos de capa 1• Económico• Se entra por un puerto, se sale por los demás• Un dominio de colisión• Un dominio de broadcast
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Funciona bien con grupos de trabajo pequeños, pero no se adapta a grupos de trabajo más grandes o tráfico pesado
Hub 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.1.24255.255.255.0
Hub únicoŸ Una red (Dirección de red IP - normalmente)Ÿ Un dominio de colisiónŸ Un dominio de broadcast
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• ¿Y si los computadores estuvieran en dos subredes diferentes? ¿Se podrían comunicar dentro de su propia subred? Sí ¿Entre subredes? No, necesitan un router.
Hub único - Dos subredesŸ Dos subredesŸ Un dominio de colisiónŸ Un dominio de broadcast
Hub 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22 172.30.1.23
172.30.1.24255.255.255.0
255.255.255.0 255.255.255.0
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• Los mismos aspectos anteriores, con mayor impacto sobre la red.
Todos los hubsŸ Una dirección de redŸ Un dominio de colisiónŸ Un dominio de broadcast
Hub 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Hub 2
172.30.1.24255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
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Uso de los switches
• Dispositivos de capa 2• Gasto moderado para switches de acceso
común, pero pueden ser muy costosos.• El filtrado de la capa 2 se basa en las direcciones
MAC destino y la tabla de direcciones origen• Un dominio de colisión por puerto• Un dominio de broadcast
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Red de switch y hubŸ Una redŸ Varios dominios de colisión
Ÿ Uno por puerto de switchŸ Uno para todo el hub
Ÿ Un dominio de broadcast
Hub
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.1.24255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
Dos circuitos virtuales: (tablas SAT completas)
Tráfico de datos desde 172.30.1.24 a 172.30.1.25
y desde 172.30.1.26 a 172.30.1.27
Switch
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Red de switch y hubŸ Una redŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Uno para todo el hub
Ÿ Un dominio de broadcast
Hub
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Switch
172.30.1.24255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
En contraste con el hub:
Tráfico de datos desde 172.30.1.21 a 172.30.1.22
y desde 172.30.1.23 a 172.30.1.24
¡Colisión!
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Red de switch y hubŸ Una redŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Uno para todo el hub
Ÿ Un dominio de broadcast
Hub
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Switch
172.30.1.24255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
Colisiones y switches:
Lo que ocurre cuando dos dispositivos en un switch envían datos a otro dispositivo en el switch.
172.30.1.24 a 172.30.1.25 y 172.30.1.26 a 172.30.1.25
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Red de switch y hubŸ Una redŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Uno para todo el hub
Ÿ Un dominio de broadcast
Hub
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.1.24255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
El switch mantiene las tramas en la memoria del búfer y coloca en cola el tráfico para el host 172.30.1.25. Esto significa que los hosts emisores no tienen conocimiento sobre las colisiones y no necesitan volver a enviar las tramas.
Tramas en búfer
Switch
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Otras características de la conmutación
Repaso• Puertos asimétricos: 10 Mbps y 100 Mbps• Puertos de full-duplex• Conmutación por método de corte frente a
conmutación por almacenamiento y envío
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Los puertos entre switches y los puertos de servidores son los más adecuados para puertos de ancho de banda más elevado (100 Mbps) y puertos de full-duplex.
Red totalmente conmutadaŸ Una redŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Un dominio de broadcast
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.22255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Switch 2
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.1.26255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
172.30.1.28255.255.255.0172.30.1.24
255.255.255.0
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Presentación de múltiples subredes o redes sin routers
• Los switches son dispositivos de Capa 2• Los routers son dispositivos de Capa 3• Los datos entre subredes/redes deben pasar a
través de un router.
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Red totalmente conmutada - Dos redesŸ Dos subredesŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Un dominio de broadcast
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Switch 2
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.2.14255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
172.30.2.16255.255.255.0172.30.2.12
255.255.255.0
Una red conmutada con dos subredes:
¿Cuáles son los aspectos a tener en cuenta? ¿Los datos pueden transmitirse dentro de la subred? Sí ¿Los datos pueden transmitirse entre subredes? No, necesitan un router. ¿Cuál es el impacto de un broadcast de capa 2, como una petición ARP?
Petición ARP
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Red totalmente conmutada - Dos redesŸ Dos subredesŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Un dominio de broadcast
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
Switch 2
172.30.1.25255.255.255.0
172.30.2.14255.255.255.0
172.30.1.27255.255.255.0
172.30.2.16255.255.255.0172.30.2.12
255.255.255.0
Todos los dispositivos detectan la petición ARP. Un dominio de broadcast significa que los switches inundan todos los broadcasts desde todos los puertos, salvo el puerto entrante. Los switches no conocen la información de la capa 3 contenida en la petición ARP. Esto consume ancho de banda en la red y ciclos de procesamiento en los hosts.
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Una solución:
Separar físicamente las subredes. Pero todavía los datos no pueden viajar entre las subredes. ¿Cómo podemos hacer que los datos viajen entre las dos subredes?
Dos redes conmutadasŸ Dos subredesŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸDos dominios de broadcast
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
Switch 2
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
172.30.2.14255.255.255.0
172.30.2.16255.255.255.0172.30.1.26
255.255.255.0
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Presentación de múltiples subredes/redes con routers
• Los switches son dispositivos de Capa 2• Los routers son dispositivos de Capa 3• Los datos entre subredes/redes deben pasar a
través de un router.
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Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Varios dominios de colisión
ŸUno por puerto de switchŸ Comunicación entre subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.1.25255.255.255.0
Switch 2
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
172.30.2.14255.255.255.0
172.30.2.16255.255.255.0172.30.1.26
255.255.255.0
Router
172.30.1.1255.255.255.0
172.30.2.1255.255.255.0
Red enrutada:
Dos dominios de broadcast separados, porque el router no envía broadcasts de la capa 2, como las peticiones ARP.
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Switches con múltiples subredes
• Hasta ahora esto ha sido un repaso.• Veamos qué sucede cuando tenemos dos
subredes en un solo switch y queremos enrutar entre las dos subredes.
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Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router172.30.1.1
172.30.2.1 sec.255.255.255.0
Router-on-a-stick:
La utilización de una sola interfaz para enrutar entre subredes o rees se conoce como "router-on-a-stick" (router en un palo). Para asignar múltiples direcciones ip a la misma interfaz, se utilizan direcciones secundarias o subinterfaces .
interfaz e 0
dirección ip 172.30.1.1 255.255.255.0
dirección ip 172.30.2.1 255.255.255.0 secundaria
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Router-on-a-stick:
Ventaja• Resulta útil cuando hay interfaces Ethernet
limitadas en el router.
Desventajas• Como se usa un solo enlace para conectar
múltiples subredes, un enlace debe transportar el tráfico para múltiples subredes.
• Debe asegurarse de que este enlace pueda controlar el tráfico. Puede ser necesario usar un enlace de alta velocidad (100 Mbps) y full-duplex.
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Es necesario1. Acordarse de establecer el gateway por defecto
correcto para cada host.• host de la red 172.30.1.0 - el gateway por
defecto es 172.30.1.1• host de la red 72.30.2.0 - el gateway por
defecto es 172.30.2.1
2. El router todavía debe enrutar entre subredes, de manera que se debe incluir:
Router (config)# router rip
Router (config-router)# network 172.30.0.0
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Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router172.30.1.1255.255.255.0
172.30.2.1255.255.255.0
Múltiples interfaces:
Se pueden usar dos puertos de router Ethernet en lugar de uno. Sin embargo, esto puede ser difícil si no se dispone de suficientes puertos Ethernet en su router.
E0 E1
Switch 1
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Un switch dos subredes:
Ventaja: Los datos pueden viajar entre subredes y tenemos dos dominios de broadcast diferentes. Desventaja: Los hosts están en diferentes subredes, pero en un solo dominio de broadcast de capa 2.
Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router 172.30.1.1172.30.2.1 sec255.255.255.0
Petición ARP
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Una petición ARP desde 172.30.1.21 para 172.30.1.23 será vista aún por todos los hosts en el switch. El switch es un dispositivo de capa 2 e inunda con tráfico de broadcast desde todos los puertos, salvo el puerto entrante.
Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
Switch 1
172.30.1.21
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router 172.30.1.1172.30.2.1 sec255.255.255.0
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Presentación de las VLAN
• Las VLAN crean dominios de broadcast separados
• Los routers son necesarios para transmitir la información entre diferentes VLAN
• Las VLAN no son necesarias para que haya distintas subredes separadas en una red conmutada pero, como veremos, ofrecen varias ventajas en determinados casos como, por ejemplo, en los broadcasts de la capa de enlace de datos (Capa 2) .
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Dos VLANŸ Dos subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
Control de broadcast de la capa 2:
Una petición ARP desde 172.30.1.21 para 172.30.1.23 será detectada sólo por hosts en esa VLAN. El switch inunda con tráfico de broadcast pero sólo desde los puertos que pertenencen a esa VLAN en particular, en este caso VLAN 1.
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Switches de VLAN de puerto central
Recuerde que, como Administrador de Red, su tarea es asignar puertos de switch a la VLAN correspondiente. Esta tarea sólo se ejecuta en el switch y no en el host. Nota: Los diagramas siguientes muestran la VLAN debajo del host, pero en realidad está asignada dentro del switch.
1 2 3 4 5 6 .1 2 1 2 2 1 .
PuertoVLAN
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Catalyst 1900 - Configuración de pertenencia a la VLAN
[M] Tipo de pertenencia [V] Asignación de VLAN[R] Reconfirmar la pertenencia dinámica [X] Salir al menú anteriorIntroducir la selección:
Puerto VLAN Tipo de pertenencia
1 1 Estático
2 2 Estático
3 1 Estático
4 2 Estático
5 2 Estático
6 1 Estático
7 1 Estático
8 1 Estático
9 1 Estático
10 1 Estático
11 1 Estático
12 2 Estático
AUI 1 Estático
A 1 Estático
B 1 Estático
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Control de broadcast de la capa 2:
Sin las VLAN, la petición ARP sería detectada por todos los hosts. Nuevamente, se consume ancho de banda de red innecesario y ciclos de procesamiento de host.
Sin VLAN
ŸLo mismo que una sola VLAN
Ÿ Dos subredes
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Switch 1
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Dos VLANŸ Dos subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
Con VLAN:
Los datos sólo fluyen dentro de la VLAN. Recuerde que los switches son dispositivos de Capa 2 y sólo pueden transmitir tráfico dentro de la VLAN.
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1 2 3 4 5 6 .1 2 1 2 2 1 .
PuertoVLAN
Puerto de switch: Identificador de VLAN
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Dos VLANŸ Dos subredes
Switch 1
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
Con VLAN:
Un switch no puede enrutar datos entre diferentes VLAN. Ejemplo: Datos desde 172.30.1.21 a 172.30.2.12
XPuerto de switch: Identificador de VLAN
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Es necesario
1. Recordar que los identificadores de VLAN (números) son asignados al puerto de switch y no al host. (Switches de VLAN de puerto central).
2. Debe asegurarse de que todos los hosts de la misma
subred pertenezcan a la misma VLAN, o se producirán problemas.
Hosts en la subred 172.30.1.0/24 - VLAN 1
Hosts en la subred 172.30.2.0/24 - VLAN 2
etc.
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El enrutamiento y las VLAN
• En el ejemplo anterior los datos pueden viajar dentro dela VLAN, pero no entre las VLAN.
• Al igual que las subredes, un router es necesario para enrutar la información entre diferentes VLAN.
• La ventaja es que el switch propaga tráfico de broadcast sólo dentro de la VLAN.
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VLANŸ Dos subredesŸ Comunicación entre las VLANŸ NOTA: VLAN asignadas sólo a los puertos
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.1255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.1255.255.255.0
VLAN 2
Los datos entre las VLAN se enrutan a través del router. Los datos desde 172.30.1.21 a 172.30.2.12
Router
Switch 1
De
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Es necesario1. Acordarse de establecer el gateway por defecto correcto
para cada host.• host de la red 72.30.1.0 - el gateway por defecto
es 172.30.1.1• hosts de la red 72.30.2.0 - el gateway por defecto
es 172.30.2.1
2. El router todavía debe enrutar entre subredes, de manera que se debe incluir:
Router (config)# router rip
Router (config-router)# network 172.30.0.0
3. Los puertos del switch al router deben tener el identificador de VLAN correspondiente a esa subred.
El puerto de switch a 172.30.1.1 debe estar en la VLAN 1
El puerto de switch a 172.30.2.1 debe estar en la VLAN 2
De
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hu
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Puerto de switch: Identificador de VLAN
Router
172.30.1.1255.255.255.0
(VLAN 1)
172.30.2.1255.255.255.0
(VLAN 2)
(Identificador de VLAN no establecido en el router).
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De manera que, ¿cuál es la diferencia?
• Una de las principales diferencias entre subredes con VLAN y las subredes sin VLAN en redes conmutadas es que las VLAN ofrecen control de broadcast de capa 2 .
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El siguiente es un ejemplo de petición ARP sin VLAN.
Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router172.30.1.1
255.255.255.0172.30.2.1
255.255.255.0
Petición ARP
Switch 1
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El siguiente es un ejemplo de petición ARP con VLAN. Observe que el broadcast se aísla sólo en la VLAN de la que vino, en este caso VLAN 1.
VLANŸ Dos subredesŸ Comunicación entre las VLANŸ NOTA: VLAN asignadas sólo a los
puertos
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
Router172.30.1.1
255.255.255.0VLAN 1
172.30.2.1255.255.255.0
VLAN 2
Petición ARP
Switch 1
De
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• ¿Puedo usar el método de Router-on-a-stick con múltiples VLAN?
• ¿Puede recordarme qué es un Router-on-a-stick?
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Redes enrutadasŸ Dos subredesŸ Comunicación entre subredes
172.30.1.21255.255.255.0
172.30.2.10255.255.255.0
172.30.1.23255.255.255.0
172.30.2.12255.255.255.0
Router 172.30.1.1172.30.2.1 sec255.255.255.0
¿Qué es un Router-on-a-stick?
Cuando se usa una sola interfaz para enrutar entre subredes o redes, esto se conoce como "router-on-a-stick" (router en un palo). Para asignar múltiples direcciones ip a la misma interfaz, se utilizan direcciones o subinterfaces secundarias.
interfaz e 0
dirección ip 172.30.1.1 255.255.255.0
dirección ip 172.30.2.1 255.255.255.0 secundaria
Switch 1
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Con un Router-on-a-stick, se necesita un enlace troncal ISL u 802.1Q. Hablaremos acerca del etiquetado y el enlace troncal en la sección siguiente.
VLANŸ Dos subredesŸLa comunicación entre las VLAN utilizando enlace troncalŸ NOTA: VLAN asignadas sólo a los puertos
172.30.1.21255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.10255.255.255.0
VLAN 2
172.30.1.23255.255.255.0
VLAN 1
172.30.2.12255.255.255.0
VLAN 2
Router
172.30.1.1172.30.2.1 secundaria
255.255.255.0ISL de enlace troncal o 802.1Q
Switch 1
ISL de enlace troncal o 802.1Q
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Switches sin etiquetado
• Veamos primero cómo múltiples VLAN se interconectan mediante switches que no tienen capacidad de etiquetado.
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Puertos 100BaseT
Puerto 1 = VLAN 1 & Puerto 2 = VLAN 2
Moe
Larry
VLAN 1: El puerto 1 en el switch Moe se conecta al puerto 1 en el switch Larry.
VLAN 2: El puerto 2 en el switch Moe se conecta al puerto 2 en el switch Larry.
Switches sin etiquetado
Cada VLAN debe contar con un enlace entre los dos switches. Asegúrese de que los puertos de switches estén configurados para la VLAN correspondiente.
1 2
1 2
Puerto 1 = VLAN 1 y Puerto 2 = VLAN 2
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Ventajas• Cada VLAN tiene su propio enlace dedicado
con su propio ancho de banda.
Desventajas• Esto requiere un enlace separado para cada
VLAN. Es posible que no haya puertos suficientes en el switch para utilizar muchas VLAN diferentes.