Bridge o Puentes Puentes transparentes Se denominan así debido a que su presencia y operación es transparente a los host de la red. Cuando estos son encendidos, ellos toman conocimiento de la topología de la red mediante el análisis de la dirección de la fuente contenida en las tramas entrantes que provienen de todas las redes conectadas al puente.
Bridge o Puentes Puentes transparentes Si el puente ve una trama que llega por la línea 1 desde el host A, este concluye que al host A se puede llegar a través de la red conectada a la línea 1. Mediante este proceso los puentes construyen la tabla mostrada en la figura.
Bridge o Puentes Reglas seguidas por los puentes transparentes 1.- Si la dirección de la fuente y el destino de la trama pertenecen a la misma red LAN, la trama es descartada.
2.- Si la dirección de la fuente y el destino pertenecen a redes distintas, la trama es enviada por el puerto del puente que señala la tabla de asociaciones dirección de destino-puerto
3.- Si la localización del destino es desconocida, la trama es derramada por los puertos del puente, excepto por el puerto entrante. Las emisiones de difusión (broadcast) y multi dirigidas (multicast) son derramadas también de este modo
Bridge o Puentes Bucles
La duplicidad de rutas se resuelve mediante el uso de los algoritmos de enrutamiento
Bridge o Puentes Formato de trama
Los puentes transparentes intercambian mensajes de Configuracion y mensajes de cambios de topologia: Los mensajes de configuracion son enviados entre puentes para establecer una topologia de red.
Los mensajes de cambio de topolgia son enviados despues que un cambio de topologia ha sido detectado, para indicar que el algoritmo STA debe ser nuevamente aplicado. Formato del mensaje de configuracion de un puente transparente
Bridge o Puentes Formato de trama Identificador del protocol: contiene valor cero Version: contiene valor cero Tipo de mensaje: contiene valor cero Bandera: un campo de 1 octeto, del cual sólo los 2 primeros bits son usados. El bit de cambio de topología (TC) señala un cambio en este sentido. El bit de asentimiento de cambio de topología (TCA:topology change acknoledgment) es colocado para asentir la recepción de un mensaje de configuración señalado con el bit TC
Bridge o Puentes Formato de trama Identificador de puente raíz: Identifica el puente raíz mediante el listado de sus 2 octetos de prioridad seguidos por su identificado de 6 octetos. Costo del trayecto: Contiene el costo del trayecto desde el puente que emite el mensaje de configuración hasta el puente raíz. Identificador del puente: Identifica la prioridad y el identificador del puente emisor del mensaje.
Bridge o Puentes Formato de trama Identificador del puerto: Identifica el puerto desde el cual el mensaje de configuración fue enviado. Este campo permite que los bucles creados por múltiples puentes conectados sean detectados y tratados. Antigüedad del mensaje: Especifica el tiempo transcurrido desde que el puente raíz emitió el mensaje de configuración sobre el cual está basado el actual mensaje de configuración.
Bridge o Puentes Formato de trama Antigüedad máxima: Indica cuando el actual mensaje de configuración debiera ser eliminado. Periodicidad de señal Hello: Proporciona el periodo de tiempo entre los mensajes de configuración del puente raíz. Retardo de cambio de estado: Proporciona la longitud del periodo de tiempo que los puentes pueden esperar antes de pasar a un nuevo estado después de un cambio de topología de la red. Esto se debe a que es necesario esperar que todos los puentes realicen su cambio de topología.
Bridge o Puentes Formato de trama Los mensajes de cambio de topología (para indicar que el algoritmo STA debe ser nuevamente aplicado), consiste sólo de 4 octetos.
Estos incluyen un campo identificador de protocolo, fijado en cero, un campo de verisón, fijado en cero y un campo de tipo de mensaje el cual contiene el valor 128.
Conmutadores La tecnología de conmutación ha emergido como la heredera evolucionaria de las soluciones de interconexión de redes basadas en puentes.
Esto se debe a un desempeño superior en cuanto a manejo de mayores caudales de datos (throughput), densidad de puertas mas altas, costo mas bajo por puerta, y una mayor flexibilidad para adecuar sus funcionalidades a los requerimientos de la red.
Conmutadores Los switching, son dispositivos de la capa de Enlace de Datos que, al igual que los Bridge, permiten que múltiples segmentos de red LAN sean interconectados dentro de una sola red mas grande.
Al igual como sucede con los Bridge, los conmutadores reenvían y derraman tráfico basado en las direcciones MAC.
Los conmutadores se diferencian de los puentes dado que son significativamente mas rápidos porque conmutan a nivel de hardware, mientras que los Bridge conmutan a nivel de software.
Los conmutadores, además, pueden interconectar redes LAN con anchos de banda desiguales.
Conmutadores Así, una red LAN Ethernet de 10 Mbps y una red LAN Eth de 100 Mbps pueden ser conectadas usando un conmutador.
Los switches pueden también soportar densidades de puertas mas altas que la de los Bridge.
Incluso, algunos conmutadores pueden soportar conmutación del tipo matriz de puntos de cruce, reduciendo significativamente la latencia y los retardos en la red.
Los Bridge soportan sólo conmutación de tráfico basado en store and forward, almacenamiento y reenvío.
Conmutadores Además, los conmutadores reducen las colisiones en segmentos de red porque pueden proporcionar un ancho de banda dedicado a cada uno de esos segmentos de red.
Existen una gran variedad de conmutadores, incluyendo switches ATM, conmutadores LAN y varios tipos de switches WAN.
Conmutadores En la figura se muestra a múltiples redes usando una red vertebral (Backbone) basada en ATM, en la que se conmutan celdas a alta velocidad, sobre la cuál se soportan transmisiones de voz, video y datos. Backbone ATM
Conmutadores Los conmutadores LAN son usados para interconectar segmentos de red LAN, proporcionando comunicación dedicada, libre de colisiones, lo cuál permite soportar múltiples conversaciones en forma simultánea.
Estos conmutadores se diseñan para conmutar tramas de datos a altas velocidades, siendo los más comunes los switch LAN ETH.
Sin embargo, los switch LAN tipo Token Ring y FDDI están alcanzando una mayor difusión a medida que crece el uso de este tipo de redes.
Conmutadores LA figura muestra una interconexión de una red LAN ETH de 10 Mbps con una LAN ETH de 100 Mbps.
Conmutadores De acuerdo con la Capa OSI en la cual ellos filtran y reenvían o conmutan las tramas, se pueden subdividir en 3 categorías:
Conmutador LAN de Capa 2:
Es operacionalmente similar a un puente multipuerto pero tiene una capacidad mucho más alta y soporta nuevas características como operación Full Duplex.
Estos equipos realizan la conmutación y filtrado basados en la dirección de Control de Acceso al Medio (MAC), y al igual que los Bridge, son transparentes a los protocolos de red y a las aplicaciones de los usuarios.
Conmutadores Conmutador Lan de Capa 2 con características de Capa 3.
Este puede tomar decisiones de conmutación basándose en mas información que la dirección de Control de Acceso al Medio de la Capa 2.
Este conmutador puede incorporar algunas capacidades de control de tráfico de Capa 3, tales como gestión de tráfico de difusión y multi-dirigido (multicast), seguridad a través de listas de acceso y fragmentación IP.
Conmutadores Conmutador Multicapa:
Este toma decisiones de conmutación y filtrado sobre la base de las direcciones de la capa de Enlace de Datos OSI (Capa 2) y Capa de Red OSI (Capa 3).
Este tipo de conmutador decide dinámicamente ya sea conmutar (Capa 2) o enrutar (Capa 3) el tráfico entrante.
Un switch LAN Multicapa conmuta tramas dentro de un grupo de trabajo y enruta tramas entre diferentes grupos de trabajo.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN
Hay algunos objetivos básicos concernientes a comunicaciones de red LAN que se trata de lograr mediante el uso de la tecnología de conmutadores LAN:
Incremento de ancho de banda promedio disponible por usuario;
Comunicación simultánea libre de colisiones y
Capacidad de establecer redes virtuales.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN
Un conmutador LAN es un dispositivo que proporciona una mayor densidad de puertos a un costo más bajo que los Bridge tradicionales.
Por esta razón, los Switch LAN pueden usarce en diseños de red que atienden menos usuarios por segmento, incrementando el ancho de banda disponible promedio por usuario.
Esta tendencia se le conoce como microsegmentación.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN
La tendencia a la microsegmentación permite crear segmentos privados o dedicados, es decir, un usuario por segmento.
Cada usuario recibe acceso instantáneo a todo el ancho de banda y no tiene que competir por ese ancho de banda con otros usuarios.
Como resultado de esto, no ocurren colisiones, lo cuál es un fenómeno normal en redes de medio compartido que emplean concentradores.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN
Una capacidad adicional asociada frecuentemente con los Switch LAN son las redes virtuales y se refiere a la capacidad de asignar sistemas a dos o más subredes LAN lógicas, en que cada una mantiene su ancho de banda completo, sin cambiar físicamente las conexiones físicas de los sistemas.
Algunos conmutadores permiten crear y reconfigurar redes LAN lógicas durante su operación usando software de gestión de red.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN Principios de la conmutación
En general los switch LAN son similares a los Bridge transparentes en lo que respecta a funciones tales como aprender la topología de la red, reenviar las tramas y filtrar las tramas.
Sin embargo, los conmutadores soportan varias características nuevas y únicas, tales como comunicaciones dedicada entre dispositivos, múltiples conversaciones simultáneas, comunicación full-duplex y adaptación a la tasa del medio de transmisión.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN Principios de la conmutación
Los conmutadores LAN pueden ser caracterizados por el método de reenvío de paquetes que soportan, empleando dos modos de operación:
Método de conmutación con almacenamiento y reenvío (Store an forward)
Método de conmutación con matriz de puntos de cruce (Cross-point o cut-through)
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN En el método store and forward el switch LAN copia las tramas entrantes completas en sus propias memorias internas de Store temporal (buffers), realiza un chequeo de errores y calcula el chequeo de redundancia cíclica (CRC).
La trama es descartada si contiene un error CRC, o si es anómalamente corta (menor a 64 octetos incluyendo el campo CRC), o anómalamente larga (mas de 1518 octetos contando el campo CRC).
Si la trama no contiene error, el switch busca la dirección destino en su tabla de conmutación, y determina la interfaz de salida. Luego envía la trama hacia su destino.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN Con el método de conmutación de puntos de cruce, el switch LAN copia sólo la dirección de destino (los 6 primeros octetos que siguen al preámbulo) en sus buffers internos, omitiendo la realización de un chequeo de errores.
Luego busca la dirección de destino en su tabla de conmutación, determina la interfaz de salida, y reenvía la trama hacia su destino.
Un conmutador de puntos de cruce proporciona una latencia o retardo reducido debido a que empieza a enviar la trama tan pronto como lee la dirección de destino y determina la interfaz de salida.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN El switch store and forward puede tener una mayor confiabilidad que uno de puntos de cruce, debido a que puede realizar un chequeo de errores de cada trama antes que sea enviada.
Algunos switch soportan ambos métodos de operación y permiten que el administrador de la red elija una u otra forma de operación, dependiendo de los requerimientos de la red.
En algunos casos un switch puede ser programado para realizar la conmutación con puntos de cruce en cada puerto hasta que se alcanza un umbral de error definido por el usuario, momento en que el switch cambia al método store and forward. Cuando la tasa de errores desciende bajo ese umbral cambia de método de nuevo.
Conmutadores Conmutadores de redes de área local LAN Formas de asignaciónde ancho de banda
Conmutación simétrica:
Proporciona un ancho de banda distribuido uniformemente a cada puerto.
Conmutación asimétrica:
Proporciona un ancho de banda diferente o desigual entre algunos puertos.
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