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El Conmutador o Switch

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Switches El switch une varios segmentos de

red, aislando los problemas de tráfico ocasionados por las colisiones y administrando de una forma más eficiente el tráfico entrante y saliente

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Características Funciona en el nivel de Enlace de

Datos del modelo OSI Realiza algunas funciones del nivel

Físico: Expande la red al interconectar

segmentos de red Permite la conexión de diferentes medios

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Características Los puertos de un switch pueden ser:

Dedicados: Sólo manejan una dirección MAC (Una computadora por puerto)

Compartidos: Manejan varias direcciones MAC (Varias computadoras conectadas por medio de un hub)

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Características

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Características Los puertos dedicados normalmente

son utilizados por servidores y estaciones que requieren un gran ancho de banda

Cada puerto es considerado un dominio de colisión

Todos los puertos son un solo dominio broadcast

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Características Los switches tiene baja latencia y un

gran rendimiento Latencia: Tiempo que toma a un

paquete atravesar el switch Rendimiento: El número máximo de

paquetes transferidos entre dos puertos sin pérdida

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Funcionamiento del Switch El switch trabaja con las direcciones MAC

(Sub capa MAC de Enlace de Datos)

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Funcionamiento del Switch Escucha todo el tráfico (Listening),

recibiendo todos los paquetes de los segmentos de red

Observa la dirección MAC de origen de cada paquete, construyendo su Tabla de Rutas, asociando la dirección MAC a un puerto del switch

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Funcionamiento del Switch Si la dirección de origen no se

encuentra en su Tabla, la añade en forma automática (Learning)

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Funcionamiento del Switch Cuando una computadora envía un

paquete y se difunde (broadcast) por el segmento en el cual se encuentra, el switch captura el paquete y compara la dirección MAC destino con la lista de direcciones MAC y procesa el paquete basándose en el siguiente criterio:

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Funcionamiento del Switch Si la dirección de destino se

encuentra en la Tabla de Rutas y no está en el mismo segmento que la dirección de origen, el switch envía el paquete al puerto apropiado para llegar a su destino (Forward)

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Funcionamiento del Switch

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Funcionamiento del Switch Si la dirección de destino se

encuentra en la Tabla de Rutas y está en el mismo segmento que la dirección de origen, el paquete es desechado, esto reduce el tráfico innecesario (Filtering)

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Funcionamiento del Switch

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Funcionamiento del Switch Si la dirección de destino no está en

la Tabla de Rutas, el switch envía el paquete por todos los demás puertos (Flooding)

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Funcionamiento del Switch

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Características especiales de los Switches

Full Duplex Link Aggregation LAN Virtuales (VLAN)

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Full Duplex Normalmente todas las transacciones

en la red son del tipo Half Duplex Full Duplex se habilita sólo en puertos

dedicados En Full Duplex, el ancho de banda del

puerto se duplica

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Full Duplex

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Link Aggregation Acumulación de enlaces o Trunking

(apilar troncos) Permite agrupar varias líneas físicas

entre switches o un switch y un servidor, para ser utilizadas simultáneamente multiplicando el ancho de banda

Se puede balancear la carga a través de enlaces paralelos

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Link Aggregation

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LAN Virtuales (VLAN) Una LAN virtual es una red

conmutada (dividida por un switch) que está lógicamente segmentada por funciones, grupos de trabajo o aplicaciones, sin tener en cuenta la localización física de los usuarios

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LAN Virtuales (VLAN)

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LAN Virtuales (VLAN) No hay comunicación entre las VLAN; es

como si estuviesen en switches diferentes Por defecto existe una VLAN, la que

contiene todos los puertos del switch Mejora la seguridad, aislando a las

computadoras como servidores en una VLAN de acceso restringido

Muchas empresas estandarizan la forma de crear VLAN siguiendo la norma IEEE 802.1Q

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LAN Virtuales (VLAN) Las VLAN se pueden crear indicando:

Los puertos que conforman la VLAN Las direcciones MAC que conforman una

VLAN Las direcciones de red (IP o IPX) que

conforman la VLAN

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Switching Switching o conmutación, permite el

envío de paquetes entre los puertos de un switch

Existen dos tipos de tecnologías de switching: Packet Switching: Ethernet y Token Ring Cell Switching: ATM (Asynchronous

Transfer Mode)

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Packet Switching Existen dos tipos de Packet

Switching: Store and Forward Cut through

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Cut through El paquete entrante es leído sobre la

marcha Sólo interesa la cabecera MAC Si la dirección de destino es conocida,

el paquete es enviado al puerto correspondiente

Los errores son propagados, debido a que no se analiza el paquete

Tiene latencia baja

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Store and Forward El paquete es recibido por el puerto y

almacenado íntegramente en el buffer del switch

Si el paquete tiene error, se descarta, caso contrario es enviado al puerto correspondiente

Tiene mayor latencia que el Cut through

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Características del Packet Switching

Ideal para aplicaciones en servidores Full Duplex dobla efectivamente el

ancho de banda Puede utilizar el cableado existente No requiere de adaptadores

especiales

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Cell Switching Transmite paquetes de longitud fija a

través del switch Soporta anchos de banda de 155, 100, 21 y

25 Mbps Soporta puertos dedicados y compartidos Soporta Full Duplex Da calidad de servicio (QoS) Permite asignar prioridad a determinados

tipos de paquetes Puede dar prioridad también por aplicación

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Cell Switching Proporciona backbone para las LAN

existentes Soporta aplicaciones existentes vía

LAN Emulation, la cual permite a una red ATM emular el comportamiento de una LAN para poder intercambiar información entre ellas

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Características Avanzadas

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Características Avanzadas Web Based

Herramienta que permite a los administradores configurar el switch desde cualquier estación conectada a la red a través de un browser estándar (Internet Explorer, Mozilla Firefox, etc.)

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Web Based

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Características Avanzadas Flow Control

Estándar, norma 802.3x Función de administración de tráfico para

dispositivos con modo de operación Full Duplex

Debe estar conectado a otro dispositivo que soporte Flow Control

Previene la saturación de la memoria o Buffer de la puerta del switch

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Características Avanzadas Flow Control

Permite mejor tráfico de datos Mayor velocidad con un mínimo de

paquetes perdidos Ayuda a la red a lograr un rendimiento

óptimo

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Flow Control

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Características Avanzadas BackPlane o Matriz de Conmutación

Es el ancho de banda o velocidad dentro del switch (velocidad entre los chips en la tarjeta lógica)

Es un valor teórico proporcionado por el fabricante El switch internamente es como una red en

miniatura, donde cada puerto se comunica con los demás y maneja mucho tráfico entre ellos.

En el switch el ancho de banda interno determina el rendimiento individual de todos sus puertos.

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Características Avanzadas BackPlane o Matriz de

Conmutación Existen 2 arquitecturas utilizadas para

su implementación.a. Bus, es un bus interno de muy alta

velocidad (arriba de los 3 Gbps.), pero compartido.

b. Múltiples Buses (Crossbar), la matriz de conmutación es realmente un conmutador o switch.

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Características Avanzadas BackPlane o Matriz de

Conmutación Algunos fabricantes implementan una

arquitectura de anillo (Ring Architecture) Cisco denomina a este concepto como

Switching Fabric

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Cálculo del Ancho de Banda Total (Bandwidth)

Para un switch de 24 puertos 10/100 Mbps y un puerto 1000 Mbps: Puertos 10/100 Mbps: 24 * 100 = 2400

Mbps Puerto 1000 Mbps: 1 * 1000 = 1000 Mbps

A Full Duplex 2400 Mbps * 2 = 4800 Mbps = 4.8 Gbps 1000 Mbps * 2 = 2000 Mbps = 2.0 Gbps

Ancho de banda total (real) = 6.8 Gbps