Reenvíos de Tramas
QUE EL SWHITCHING
El Switch
ing se utiliza para conectar varios dispositivos dentro de una misma red en una empresa o incluso dentro de un mismo edificio, como pueden ser ordenadores, impresoras o servidores. Por tanto, el objetivo del Switching es crear una red de recursos compartidos a nivel interno.
Ejemplos de switching
- Switching no administrado: Como su nombre indica, son por así decir automáticos y no permiten la realización de cambios por parte de los usuarios de dicha red. Es el tipo de conexión que puede existir en cualquier red doméstica.
- Switching administrado: Al contrario que el Switching No Administrado, aquí sí está permitida su programación para ajustarla a las necesidades de las empresas. Por ejemplo, es posible adaptar o modificar el tráfico de la red o los permisos de cada usuario que la comparte.
FUNCION DE TABLA DE MAC
Tabla de direcciones MAC, es la tabla de direcciones de un switch en la que éste almacena a qué puerto debe enviarse un paquete de datos. En la tabla de direcciones se asigna una dirección MAC al puerto a través del cual se accede al equipo en cuestión. La tabla se actualiza periódicamente. Una tabla de direcciones MAC es una tabla que se utiliza en los switches para mantener un registro de las direcciones MAC de los dispositivos conectados a la red. La dirección MAC es un identificador único asignado a cada tarjeta de red en un dispositivo y se utiliza para identificar y comunicarse con dispositivos en la red local (LAN).
Cuando un dispositivo se conecta a un switch, el switch registra la dirección MAC del dispositivo en su tabla de direcciones MAC. La tabla de direcciones MAC permite al switch saber qué dispositivos están conectados a qué puertos del switch, lo que permite al switch enviar los datos a través del puerto correcto hacia el dispositivo de destino.
REENVIO DE SWITCH
Los Switches toman decisiones de reenvío de la Capa 2 muy rápidamente. Esto se debe al software de los circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Los ASIC reducen el tiempo de manipulación de tramas dentro del dispositivo y permiten que el dispositivo gestione un mayor número de tramas sin degradar el rendimiento.
Los switches de la capa 2 utilizan uno de los dos métodos para reenviar tramas:
- Conmutación por almacenamiento y reenvío / Store-and-forward switching – Este método toma una decisión de reenvío en una trama después de haber recibido todo la trama y haber comprobado que no hay errores en la trama utilizando un mecanismo matemático de comprobación de errores conocido como comprobación de redundancia cíclica (CRC). La conmutación de almacenamiento y reenvío es el principal método de conmutación de LAN de Cisco.
- Conmutación por método de corte / Cut-through switching – Este método inicia el proceso de reenvío después de que se hayan determinado la dirección MAC de destino de una trama entrante y el puerto de salida.
CARACTERISTICAS PARA LA CONMUTACION DE ALMACENAMIENTO Y REENVIO
La conmutación de almacenamiento y reenvío (Store-and-forward switching), a diferencia de la conmutación de corte, tiene las dos características principales siguientes:
- Comprobación de errores – Después de recibir toda la trama en el puerto de entrada, el switch compara el valor de la secuencia de comprobación de tramas (FCS) en el último campo del datagrama con sus propios cálculos de FCS. La FCS es un proceso de comprobación de errores que ayuda a asegurar que la trama esté libre de errores físicos y de enlace de datos. Si la trama está libre de errores, el switch reenvía la trama. De lo contrario, la switch se cae.
- Búfer automático – El proceso de búfer del puerto de entrada utilizado por los switches de almacenamiento y reenvío proporciona la flexibilidad necesaria para soportar cualquier combinación de velocidades de Ethernet. Por ejemplo, el manejo de una trama entrante que viaja a un puerto Ethernet de 100 Mbps que debe enviarse a una interfaz de 1 Gbps requeriría el uso del método de almacenamiento y reenvío. Con cualquier desajuste de velocidad entre los puertos de entrada y salida, el switch almacena toda la trama en un buffer, calcula la comprobación FCS, la reenvía al buffer del puerto de salida y luego la envía.
Conmutación por corte
El método de conmutación de almacenamiento y reenvío deja caer las tramas que no pasan el control del FCS. Por lo tanto, no reenvía tramas inválidas.
Por el contrario, el método de conmutación de corte (cut-through switching) puede reenviar las tramas inválidas porque no se realiza la comprobación del FCS. Sin embargo, la conmutación de corte tiene la capacidad de realizar una rápida conmutación de tramas. Esto significa que el switch puede tomar una decisión de reenvío tan pronto como haya buscado la dirección MAC de destino de la trama en su tabla de direcciones MAC, como se muestra en la figura.
El switch no tiene que esperar a que el resto de la trama entre en el puerto de entrada antes de tomar su decisión de reenvío.
La conmutación libre de fragmentos (Fragment free switching) es una forma modificada de conmutación de corte en la que el switch sólo comienza a reenviar la trama después de haber leído el campo Type. La conmutación sin fragmentos proporciona una mejor comprobación de errores que la de corte, sin prácticamente ningún aumento de la latencia.
La menor velocidad de latencia de la conmutación por corte la hace más apropiada para aplicaciones informáticas de alto rendimiento (HPC) extremadamente exigentes que requieren latencias de proceso a proceso de 10 microsegundos o menos.
El método de conmutación por corte puede reenviar tramas con errores. Si hay una alta tasa de errores (tramas inválidas) en la red, la conmutación cut-through puede tener un impacto negativo en el ancho de banda, obstruyendo así el ancho de banda con tramas dañadas e inválidas.
Tal y como se puede ver en la figura, los equipos que limitan los dominios de broadcast por antonomasia son los router —aunque también hay switches que pueden limitar esta difusión creando VLANs—. En la imagen se ve como los puertos del router son los que marcan la división de los dominios de broadcast y para remarcarlo, al igual que se hizo en el dominio de colisión, se han empleado elipses para señalar cada uno de estos dominos de broadcast.
CONGESTON DE LA RED
- Alta densidad de puertos: los switches tienen altas densidades de puertos; los switches de 24 y 48 puertos con frecuencia son de solo 1 unidad de rack (1,75 in) de altura y funcionan a velocidades de 100 Mb/s, 1 Gb/s y 10 Gb/s. Los switches empresariales grandes pueden admitir cientos de puertos
- Buffers grandes para tramas: la capacidad de almacenar más tramas recibidas antes de comenzar a descartarlas es útil, especialmente cuando puede haber puertos congestionados conectados a servidores o a otras partes de la red.
- Velocidad del puerto: según el costo de un switch, es posible que admita una combinación de velocidades. Los puertos de 100 Mb/s y de 1 Gb/s o 10 Gb/s son comunes (también puede haber de 100 Gb/s).
- Switching interno rápido: la capacidad de reenvío interno rápido promueve un alto rendimiento. El método que se usa puede ser un bus interno o una memoria compartida de gran velocidad, lo que afecta el rendimiento general del switch.
- Bajo costo por puerto: los switches proporcionan una alta densidad de puertos a menor costo. Por este motivo, los switches LAN pueden admitir diseños de red que admiten menos usuarios por segmento y, por lo tanto, se aumenta el ancho de banda disponible para cada usuario.
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