Diferencia entre revisiones de «Conmutador (dispositivo de red)»
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Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2 (direcciones [[MAC address|MAC]]) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores o hubs, la información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino. |
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En el caso de conectar dos conmutadores o un conmutador y un concentrador, cada conmutador aprenderá las direcciones MAC de los dispositivos accesibles por sus puertos, por lo tanto en el puerto de interconexión se almacenan las MAC de los dispositivos del otro conmutador. |
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== Bucles de red e inundaciones de tráfico == |
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Revisión del 17:38 23 feb 2009
Switch (en castellano "conmutador") es un dispositivo analógico de lógica de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconnection). Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de destino de los datagramas en la red.
Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local).
Interconexión de conmutadores y puentes
Los puentes (bridges) y conmutadores switches pueden ser conectados unos a los otros, pero existe una regla que dice que sólo puede existir un único camino entre dos puntos de la red. En caso de que no se siga esta regla, se forma un bucle en la red, que produce la transmisión infinita de datagrama de una red a otra.
Sin embargo, esos dispositivos utilizan el algoritmo de spanning tree para evitar bucles, haciendo la transmisión de datos de forma segura.
== Introducción al funcionamiento de los conmuta VERRRRGAAAAAAA..!!! TU MAMA ES HOMBREEETexto en cursiva
Bucles de red e inundaciones de tráfico
Como anteriormente se comentaba, uno de los puntos críticos de estos equipos son los bucles (ciclos) que consisten en habilitar dos caminos diferentes para llegar de un equipo a otro a través de un conjunto de conmutadores. Los bucles se producen porque los conmutadores que detectan que un dispositivo es accesible a través de dos puertos emiten la trama por ambos. Al llegar esta trama al conmutador siguiente, este vuelve a enviar la trama por los puertos que permiten alcanzar el equipo. Este proceso provoca que cada trama se multiplique de forma exponencial, llegando a producir las denominadas inundaciones de la red, provocando en consecuencia el fallo o caída de las comunicaciones.
Como se ha comentado se emplea el protocolo spanning tree para evitar este tipo de fallos.
Conmutadores de nivel 3
Aunque los conmutadores o switches son los elementos que fundamentalmente se encargan de encaminar las tramas de nivel 2 entre los diferentes puertos, existen los denominados conmutadores de nivel 3 o superior, que permiten crear en un mismo dispositivo múltiples redes de nivel 3 (ver VLANs) y encaminar los paquetes (de nivel 3) entre las redes, realizando por tanto las funciones de encaminamiento o routing (ver router).Enrutador, encaminador. Dispositivo hardware o software para interconexión de redes de computadoras que opera en la capa tres (nivel de red) del modelo OSI. El router interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar paquetes de datos entre redes tomando como base la información de la capa de red.
Clasificación de Switches
En cuanto al método de direccionamiento de los paquetes utilizados: store-and-forward, cut-through o adaptative cut through.
Store-and-Forward
Los switches Store-and-Forward guardan cada paquete en un buffer antes del intercambio de informacion hacia el puerto de salida. Mientras el paquete está en el buffer, el switch calcula el CRC y mide el tamaño del paquete. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy grande (un cuadro Ethernet tiene entre 64 bytes y 1518 bytes) el paquete es descartado. Si todo se encuentra en orden, el paquete es encaminado hacia el puerto de salida.
Ese método asegura operaciones sin error y aumenta la confianza de la red. Pero el tiempo utilizado para guardar y chequear cada paquete añade un tiempo de demora importante al procesamiento de los paquetes.
La demora total es proporcional al tamaño de los paquetes: cuanto mayor es el paquete, mayor el delay.
Cut-Through
Los Switches Cut-Through fueron proyectados para reducir esta demora. Esos switches minimizan el delay leyendo sólo los 6 primeros bytes de datos del paquete, que contiene la dirección de destino, e inmediatamente encaminan el paquete.
Pero este tipo de switch no detecta paquetes corruptos causados por colisiones (conocidos como runts), ni errores de CRC. Cuanto mayor es el número de colisiones en la red, mayor será el ancho de banda que consume al encaminar paquetes corruptos.
El segundo tipo de switch cut-through, fragment free, fue proyectado para eliminar ese problema. En este caso, el switch siempre lee los primeros 64 bytes de cada paquete, asegurando que el paqeute tenga por lo menos el tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de runts por la red.
Adaptative Cut-Through
Los switches que procesan paquetes en el modo adaptativo soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el switch puede ser lo bastante inteligente como para escoger entre los dos métodos, basado en el número de paquetes con error que pasan por los puertos.
Cuando el número de cuadros corruptos alcanza un cierto nivel, el switch puede cambiar del modo cut-through a store-and-forward, volviendo al modo anterior cuando la red se normalice.
Los switches cut-through son mas utilizados en pequeños grupos de trabajo y pequeños departamentos. En esas aplicaciones es necesario un buen throughput, ya que los errores potenciales de red quedan en el nivel del segmento, sin impactar la red corporativa.
Los switches store-and-forward son utilizados en redes corporativas, donde es necesario un check de errores y se necesita de buenos throughput.
Sólo cuando funcionan en el modo store-and-forward, los switches store-and-forward o Adaptative cut-through poseen la capacidad de soportar más de un tipo de LAN (como por ejemplo Ethernet y Fast Ethernet), pues son los únicos con capacidad de "buferización" de paquetes, condición necesaria para la posterior conversión del formato del paquete MAC, o del método de señalización.
Segmentación de las sub-redes En cuando a la forma de segmentación de las sub-redes, pueden ser clasificados como switches de capa 2 (Layer 2 Switches), switches de capa 3 (Layer 3 Switches), o switches de capa 4 (Layer 4 switches).
Layer 2 Switches
Son los switches tradicionales, que funcionan como bridges multi-puertos. Su principal finalidad es de dividir una LAN en múltiples dominios de colisión, o, en los casos de las redes en anillo, segmentar la LAN en diversos anillos.
Los switches de capa 2 posibilitan, por lo tanto, múltiples transmisiones simultáneas, la transmisión de una sub-red no interfiriendo en las otras sub-redes. Los switches de capa 2 no consiguen, sin embargo, filtrar broadcasts, multicasts (en el caso en que más de una sub-red contenga las estaciones pertenecientes al grupo multicast de destino), ni cuadros cuyo destino aún no haya sido incluido en la tabla de direccionamiento.
Layer 3 Switches
Son los switches que, además de las funciones tradicionales de la capa 2, incorporan algunas funciones de routeo, como por ejemplo la determinación del camino de repaso basado en informaciones de capa de red (capa 3), validación de la integridad del cableado de la capa 3 por checksum, y soporte a los protocolos de ruteo tradicionales (RIP, OSPF, etc)
Los switches de capa 3 soportan también la definición de redes virtuales (VLAN's), y posibilitan la comunicación entre las diversas VLAN's, sin la necesidad de utilizar un router externo.
Por permitir la unión de segmentos de diferentes DOMINIOS DE BROADCAST, los switches de capa 3 son particularmente recomendados para la segmentación de LAN's muy grandes, donde la simple utilización de switches de capa 2 provocaría una pérdida de performance y eficiencia de la LAN, debido a la cantidad excesiva de broadcasts.
Se puede afirmar que la implementación típica de un switch de capa 3 es más escalable que un router, pues éste último utiliza las técnicas de ruteo a nivel 3 y repaso a nivel 2 como complementos, mientras que los switches sobreponen la función de ruteo encima del switching, aplicando el ruteo donde sea necesario.
Layer 4 Switches
Están en el mercado hace poco tiempo, y hay una controversia en relación con la adecuada clasificación de estos equipos. Muchas veces son llamados de Layer 3+ (Layer 3 Plus).
Básicamente, incorpora a las funcionalidades de un switch de capa 3 la habilidad de implementar la aplicación de políticas y filtros a partir de informaciones de capa 4 o superiores, como puertas TCP y UDP, o SNMP, FTP, etc.
Clasificación de los Switches Layer 3.
Existen dos tipos básicos de Switches Layer 3:
Paquete-por-Paquete (Packet by Packet) y Layer-3 Cut-through.
Básicamente, un switch Packet By Packet es un caso especial de switch Store-and-Forward pues, al igual que éstos, bufferiza y examina el paquete, calculando el CRC del cuadro MAC, y además decodifica el título de la capa de red para definir su ruta a través del protocolo de ruteo adoptado.
Un switch Layer 3 Cut-Through (no confundir con switch Cut-Through, así clasificado cuanto al método de encaminamiento de los paquetes), examinan los primeros campos, determinan la dirección de destino (a través de la información de los "headers" de capa 2 y 3) y, a partir de este instante, establecen una conexión punto a punto (a nivel 2), examinando sólo la informacion de nivel 2, para conseguir una alta tasa de transferencia de paquetes.
Cada fabricante tiene su proyecto propio para posibilitar la identificación correcta de los flujos de datos. Como ejemplo, tenemos el "IP Switching" de Ipsilon, el "SecureFast Virtual Networking de Cabletron", el "Fast IP" de 3Com.
El único proyecto adoptado como un estándar de hecho, implementado por diversos fabricantes, es el MPOA (Multi Protocol Over ATM). El MPOA, en desmedro de su comprobada eficiencia, es complejo y bastante caro de implementar, y limitado en cuanto a backbones ATM.
Además, switch Layer 3 Cut-Through, a partir del momento en que la conexión punto a punto es establecida, podrá funcionar en el modo "Store-and-Forward" o "Cut-Through"