Descripción: Un conmutador/switch es un dispositivo de propósito especial diseñado para resolver problemas de rendimiento de la red, problemas de congestión y embotellamientos. Opera generalmente en la capa 2 del modelo OSI (también existen de capa 3 y últimamente multicapas).
Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC (En redes de computadoras la dirección MAC (siglas en inglés de Media Access Control o control de acceso al medio) es un identificador de 48 bits (6 octetos) que corresponde de forma única a una ethernet de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada) de destino de las tramas en la red.
Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red
de nivel 2 (direcciones 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.
Método de direccionamiento de las tramas utilizadas:
Store-and-Forward: Guardan cada trama en un buffer antes del intercambio de información hacia el puerto de salida. Mientras la trama está en el buffer, el conmutador calcula el CRC(Comprobación de Redundancia Cíclica: es un tipo de función que recibe un flujo de datos de cualquier longitud como entrada y devuelve un valor de longitud fija como salida) y mide el tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy grande la trama es descartada. Si todo se encuentra en orden es encaminada hacia el puerto de salida.
Este método asegura operaciones sin error y aumenta la confianza de la red. Pero el tiempo utilizado añade demora al procesamiento.
Cut-Through: Fueron diseñados para reducir esta latencia. Esos minimizan el delay leyendo sólo los 6 primeros bytes de datos de la trama, que contiene la dirección de destino MAC, e inmediatamente la encaminan. El problema es que no detecta tramas corruptas causadas por colisiones, ni errores de CRC.
Existe un segundo tipo de conmutador cut-through, denominado fragment free, fue proyectado para eliminar este problema. Lee los primeros 64 bytes de cada trama, asegurando que tenga el tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de colisiones por
la red.
Adaptative Cut-Through: Estos soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el mismo conmutador, basado en el número de tramas con error que pasan por los puertos.
Forma de segmentación de las sub-redes:
Switches de Capa 2: Son los tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. Basan su decisión de envío en la dirección MAC destino que contiene cada trama. Los switches de nivel 2 posibilitan múltiples transmisiones simultáneas sin interferir en otras sub-redes.
Switches de Capa 3: Además de las funciones tradicionales de la capa 2, incorporan algunas funciones de enrutamiento, soportan también la definición de redes virtuales VLAN's sin utilizar un router externo. Dentro de los Conmutadores Capa 3 tenemos:
Paquete-por-Paquete (Packet by Packet) : Es un caso especial de conmutador Store-and-
Forward ya que actúa como este.
Layer-3 Cut-through: Examina los primeros campos, determina la dirección de destino ( a través de la información de las cabeceras de capa 2 y 3) y, a partir de ese instante, establece una conexión punto a punto (a nivel 2) para conseguir una alta tasa de transferencia de paquetes. Además puede funcionar en el modo "Store-and-Forward" o "Cut-Through".
Switches de Capa 4: Básicamente, incorporan a las funcionalidades de un switch de capa 3 la habilidad de implementar la políticas y filtros a partir de informaciones de capa 4 o superiores, como puertos TCP/UDP, SNMP, FTP, etc.
Marcas:
Cada fabricante tiene su diseño propio para posibilitar la identificación correcta de los flujos de datos.
Entre las marcas más conocidas están: Ipsilon, Cabletron, 3Com, DLink, Cisco, Encore, Netgear, Linksys.
¿Donde se Usa?
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).
Los conmutadores cut-through son más utilizados en pequeños grupos de trabajo y
pequeños departamentos.
Los conmutadores store-and-forward son utilizados en redes corporativas, donde es
necesario un control de errores.
Los conmutadores de capa 3 son particularmente recomendados para la segmentación
de redes LAN muy grandes, donde la simple utilización de switches de capa 2
provocaría una pérdida de rendimiento y eficiencia de la LAN.
Ventajas:
- Agregar mayor ancho de banda.
- Acelerar la salida de tramas
- Reducir tiempo de espera.
- El conmutador es siempre local.
Desventajas:
- No consiguen, filtrar difusiones o broadcasts, multicasts ni tramas cuyo destino aún no haya sido incluido en la tabla de direccionamiento.
- Para una conexión a internet si el ISP solo nos brinda 1 IP pública, solo una maquina tendría internet.
- Muchos conmutadores existentes en el mercado no son configurables.
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