SWITCHES

ETHERNET CONMUTADALa topología clásica de Ethernet ha sido la de ETHERNET COMPARTIDA. En donde cualquier

mensaje trasmitido es escuchado por todos los equipos conectados y el ancho de banda

disponible es compartido por todos los equipos.

Ethernet compartida

DESVENTAJAS DE ETHERNET COMPARTIDA

El método de acceso CSMA/CD no garantiza

un tiempo de respuesta eficiente.

El desempeño de la red esta en función del

numero de dispositivos que se conectan.

El trafico no debe exceder el 40 % del ancho

de banda disponible.

ETHERNET CONMUTADALa ETHERNET CONMUTADA fue un desarrollo

importante

SWITCH

Ethernet conmutada

La topología física sigue siendo la de una estrella

pero esta organizada alrededor de un switch. El

switch utiliza mecanismos de filtrado y

conmutación.

TOPOLOGIA

VENTAJAS DE ETHERNET CONMUTADA

Reducción del dominio de colisión.

Las tramas se envían solo a través del puerto

correspondiente.

Seguridad debido a que no se puede ver el

trafico de otros usuarios.

ETHERNET CONMUTADACONMUTACION:

En las redes de comunicación, forma de establecer un camino entre dos puntos, un

trasmisor y un receptor a través de nodos o equipos de trasmisión. La conmutación

permite la entrega de la señal desde el origen hasta el destino requerido.

SWITCH

TRAMA ETHERNETEquipo

TrasmisorEquipo Emisor

Realiza la función de conmutación

Red conmutada

Nodo o equipo de trasmisión

SWITCHUn switch es un dispositivo de red que funciona en la capa 2 del modelo OSI. Este

dispositivo de red se encarga de transmitir los datos de un segmento a otro de

acuerdo a la dirección MAC que tengan como destino las tramas Ethernet.

Capa de enlace de

datosCapa física

Capas superiores

El switch opera en la capa de enlace

de datos

MODELO OSI

MAC XX XX XX XX XX

MAC YY YY YY YY YY YY

TRAMA ETHERNET

ORIGEN DESTINO

Segmento A Segmento B

MAC ORIGE

N

MAC DESTINO

Trasmite de acuerdo a las direcciones MAC de la trama Ethernet

TRAMA ETHERNET

SWITCHLos switches se clasifican según su método de direccionamiento

CONMUTACIÓN DE ALMACENAMIENTO Y ENVIÓ:Los switches de almacenamiento y envió guardan cada trama en un buffer (Memoria) antes del

intercambio de información hacia el puerto de salida. Mientras la trama esta en el buffer, el switch calcula

el CRC (Control de redundancia cíclica) si esta esta en orden encamina la trama hacia el puerto de salida

de lo contrario la descarta.

RED LAN

TRAMA ETHERNET

Buffer

memoria

Calculo del CRC

Ingreso de la trama

Puerto de salida

RED LAN

VENTAJA

Asegura operaciones sin error y aumenta

la confianza en la red

DESVENTAJA

Requiere mas tiempo ya que guarda y

chequea la trama y cuanto mayor es la

trama mayor será el retardo

SWITCHCONMUTACIÓN POR MÉTODO DE CORTEEn este método se leen los 6 primeros Bytes después del preámbulo, la dirección MAC de destino

se encuentra en estos Bytes. El switch determina la dirección MAC en su tabla de conmutación

determina el puerto de la interfaz de salida y envía la trama

MAC de destino12 34 56 AB CD FF

TRAMA ETHERNET

Analiza la MAC de destino

Tabla de conmutación

MAC Puerto12 34 56 AB CD FF P1

p1

p2

MAC 12 34 56 AB CD FF

Determina el puerto asociado a esa MAC

Disminuye el tiempo en que la trama

es procesada y envida por el switch

No detecta tramas causadas por

colisiones ni errores por CRC, en

consecuencia entre mayor sea el

numero de colisiones mayor será el

ancho de banda consumido al

encaminar las tramas erróneas

VENTAJA

DESVENTAJA

SWITCHCONMUTACIÓN POR CORTE ADAPTATIVOLa conmutación por corte adaptativo utiliza ambos tipos de conmutación. Cualquiera de los dos

puede ser activado por el administrador, o el switch puede escoger entre los dos métodos,

basado en el numero de tramas con error que pasan por los puertos. El switch cambia de tipo

de conmutación cuando el numero de tramas alcanza cierto nivel pasando de método de corte a

almacenamiento y envió y regresando al método de corte cuando la red se normalice.

TRAMAS ETHERNET ERRONEAS

El numero de tramas erróneas aumenta, el switch cambia el tipo de conmutación, cuando la red se normalice regresa al estado inicial

SWITCH DE CORTE

ADAPTATIVO

Inicialmente el switch utiliza método de corte

Tabla de conmutación

MAC puerto

TRAMA

Analiza la MAC de destino

Asocia en la tabla

Cuando se alcanza el nivel de tramas erróneas pasa a método de almacenamiento y envióBuffer

Memoria CRCTRAMA

Puerto de salida

SWITCHOtra clasificación es de acuerdo a la segmentación de las sub-redes.SWITCHES DE CAPA

2Son los switches tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad

es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. Basan su decisión de envió en la dirección

MAC de destino que contiene cada trama.RED LAN

Dominio de colisión para cada

enlace

TRAMA

Su decisión de envío se basa en la MAC de cada trama

SWITCH DE CAPA

2

Multi-puertos

SWITCHSWITCHES DE CAPA 3Son los switches que además de las funciones de capa 2, incorporan ciertas funciones de

enrutamiento los switches de capa 3 posibilitan la comunicación entre las diversas VLANs sin

la necesidad de utilizar un router externo

SWITCH DE CAPA 3

VLAN A VLAN B

TRAMA

Encamina trama entre las diferentes

VLANs

Conserva las Funciones de capa

2

RED LAN

SWITCHSWITCHES DE CAPA 4Están en el mercado hace poco tiempo, muchas veces son llamados de Layer 3+ o Layer 3

plus. Básicamente, incorporan las funciones de un switch de capa 3 y la habilidad de

implementar las políticas y filtros a partir de informaciones de la capa 4 o superiores, como

puertos TCP/UDP, SNMP,FTP, etc.

Modelos OSI

Capa física

Capa de enlace de datos

Capa de red

Capa de transporte y superiores

Switch de capa 4

Switch de capa 3

Switch de capa 2

Políticas y filtros a partir de puertos

TCP/UDP,SNMP,FTP, etc.

Switches y el modelo OSI

Enrutamiento entre los switches, posibilita la comunicación entre VLANs

Divide la LAN en múltiples dominios de colisión

DOMINIO DE COLISIÓN¿Qué es una colisión?

Una colisión en Ethernet es el resultado, de dos nodos que trasmiten de forma simultanea

tramas las cuales chochan y se dañan cunado se encuentran en el medio físico.

EQUIPO A EQUIPO B

Trama A Trama B

COLISIÓN

Colisión Ethernet

DOMINIO DE COLISIÓN¿Qué es un dominio de colisión?

El área de red donde se originan las tramas y se producen las colisiones se denomina

DOMINIO DE COLISIÓN. Cuando un host se conecta a un puerto del switch, el switch crea

una conexión dedicada. Esta conexión se considera como un dominio de colisión individual,

dado que el trafico se mantiene separado de cualquier otro y por consiguiente, se elimina la

posibilidad de colisiones

Dominio de colisión individual

Dominio de colisión

individual

Los switches reducen las colisiones y

permiten una mejor utilización del ancho

de banda en los segmentos de red, ya que

ofrece un ancho de banda dedicado para

cada segmento de red.

Los switches y las colisiones

DOMINIO DE BROADCAST¿Qué es un broadcast?

Un broadcast es un paquete de datos que se envía a todo los nodos de la red. Los

broadcast se identifican a través de una dirección de broadcast.

MAC de Destino FF FF FF FF FF FF

Se envía a todos los nodos de la LAN

RED LAN

Broadcast

Dirección de

broadcast

TRAMA BROADCAST

TRAMA

BROADCAST

TRAMA

BROADCAST

DOMINIO DE BROADCAST¿Qué es un dominio de broadcast?

Es un conjunto de todos los dispositivos que reciben tramas de broadcast que se originan en

cualquier dispositivo del conjunto. Los conjuntos de broadcast generalmente están limitados por

ROUTERS dado que estos no envía tramas de broadcast

Dominio de broadcast

Switches y broadcast

Cuando un switch recibe una trama de

broadcast la reenvía a cada uno de sus puertos

excepto al puerto entrante en el que el switch

recibió esa trama. Cada equipo conectado

reconoce la trama broadcast y la procesa. Esto

provoca una disminución en la eficiencia de la

red dado que el ancho de banda se utiliza para

propagar el trafico de broadcast

TR

AM

A

TRAM

A

TRAMA

DOMINIO DE BROADCASTSi bien los switches filtran la mayoría de tramas según las direcciones MAC, no hacen lo mismo

con las tramas de broadcast. Para que otro switches de la LAN obtengan tramas de broadcast,

estas deben ser reenviadas por switches. Una serie de switches interconectados forma un

dominio de broadcast simple.

Dominio de broadcast simple

Solo una entidad de capa 3, como un

ROUTER o una VLAN, puede detener un

dominio de broadcast

VLAN ADomino de broadcast

VLAN BDomino de broadcast

FUNCIONAMIENTOLos switches realizan cinco funciones básicas.

FUNCIONES:

Aprendizaje

Actualización

Inundación

Reenvió selectivo

Filtrado

Funciones

Switch

FUNCIONAMIENTOEjemplo:

HOST A

HOST B

MAC FA 12 34 BC 25 89

MAC FA 1D 35 BC 95 19

Al iniciar el switch la tabla de direcciones

MAC esta vacíaPuerto 1

Puerto 2

Tabla MAC

MAC Puerto

RED LAN SIMPLE

HOST A

HOST B

MAC FA 12 34 BC 25 89

MAC FA 1D 35 BC 95 19

Puerto 1

Puerto 2

RED LAN SIMPLE

Supongamos que el HOST A envía datos al

HOST B. la trama enviada contiene la

dirección MAC de origen y la dirección MAC

de destino.

Trama EthernetMAC Destin

o

MAC Origen

El switch lee la dirección MAC de origen , de la

trama recibida por el puerto y la almacena en la

tabla de direcciones MAC para utilizarla en el

envió de tramas del HOST ATabla MAC

MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1

El switch al no tener en su tabla la dirección MAC de destino, el dispositivo inunda la

trama desde todos los puertos excepto el puerto del HOST A

HOST A

HOST B

MAC FA 12 34 BC 25 89

Puerto 1

Puerto 2RED LAN

SIMPLE

MAC FA 1D 35 BC 95 19

Puerto 3

Puerto nTRAMA

TRAMA

TRAMA

Todos los host conectados al switch reciben la

trama pero si la dirección MAC de destino no

coincide con la dirección de estos, descartan la

trama

MAC FA 1D 35 BC 95 19

Puerto 2

RED LAN SIMPLE

HOST B

TRAM

A

Cuando el HOST B recibe la trama la acepta y le

envía al HOST A una trama que contiene una

respuesta. La dirección MAC de origen en la

trama es la dirección MAC del HOST B y la

dirección MAC de destino coincide con la

dirección MAC del HOST A

El switch lee la dirección MAC de origen de la trama

recibida por el puerto del HOST B y la almacena en la

tabla MAC para utilizarla en el reenvió de tramas del

HOST B Tabla MAC

MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1

FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2

TRAM

ATRAMA DE RESPUESTA

TRAMA DE INUNDACIÓN

TR

AM

A

HOST A

MAC FA 1D 35 BC 95 19

Puerto 1

Puerto 2

RED LAN SIMPLE Cuando este proceso se completa el switch ya

envía selectivamente las tramas solo desde el

puerto del HOST A con dirección MAC de destino

del HOST B la cual coincide con este y host acepta

la trama Tabla MAC

MAC PuertoFA 12 34 BC 25 89 Puerto 1

FA 1D 35 BC 95 19 Puerto 2

MAC FA 12 34 BC 25 89

HOST B