SWITCHES
ETHERNET CONMUTADA
La 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 CONMUTADA
La ETHERNET CONMUTADA fue un desarrollo importante
TOPOLOGIA
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.
SWITCH
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 CONMUTADA
CONMUTACION:
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.
Red conmutada
SWITCH
Nodo o equipo de trasmisión
Equipo
Trasmisor
TRAMA ETHERNET
Equipo
Emisor
Realiza la función de conmutación
SWITCH
Un 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.
MODELO OSI
TRAMA ETHERNET
MAC
MAC
ORIGEN DESTINO
Trasmite de acuerdo a las direcciones
MAC de la trama Ethernet
Capas superiores
Capa de enlace
de datos
El switch opera en la
capa de enlace de datos
Capa física
ORIGEN
DESTINO
MAC XX XX XX XX XX
MAC YY YY YY YY YY YY
Segmento A
Segmento B
SWITCH
Los 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.
VENTAJA
Buffer
Ingreso de
la trama
TRAMA ETHERNET
memoria
Calculo
del CRC
Asegura operaciones sin error y aumenta la
Puerto de
salida
confianza en la red
DESVENTAJA
RED LAN
Requiere mas tiempo ya que guarda y chequea la
trama y cuanto mayor es la trama mayor será el
RED LAN
retardo
SWITCH
CONMUTACIÓN POR MÉTODO DE CORTE
En 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
Determina el puerto asociado a esa MAC
VENTAJA
Disminuye el tiempo en que la trama es
procesada y envida por el switch
DESVENTAJA
No detecta tramas causadas por colisiones ni
Tabla de conmutación
TRAMA ETHERNET
MAC de destino
12 34 56 AB CD FF
MAC
Puerto
12 34 56 AB CD FF
P1
Analiza la MAC de destino
p1
errores por CRC, en consecuencia entre
MAC 12 34 56 AB CD FF
mayor sea el numero de colisiones mayor será
el ancho de banda consumido al encaminar
las tramas erróneas
p2
SWITCH
CONMUTACIÓN POR CORTE ADAPTATIVO
La 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.
Inicialmente el switch utiliza método de corte
TRAMAS ETHERNET ERRONEAS
SWITCH DE CORTE
ADAPTATIVO
Tabla de
conmutación
TRAMA
Asocia en
la tabla
MAC
puerto
Analiza la MAC de
destino
Cuando se alcanza el nivel de tramas erróneas pasa a
método de almacenamiento y envió
Buffer
El numero de tramas erróneas aumenta, el switch cambia el tipo de
conmutación, cuando la red se normalice regresa al estado inicial
TRAMA
Memoria
CRC
Puerto de
salida
SWITCH
Otra clasificación es de acuerdo a la segmentación de las sub-redes.
SWITCHES DE CAPA 2
Son 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
Su decisión de envío se basa en la MAC
de cada trama
Multi-puertos
SWITCH DE
CAPA 2
Dominio de colisión
para cada enlace
SWITCH
SWITCHES DE CAPA 3
Son 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
VLAN A
Encamina trama entre las
diferentes VLANs
RED LAN
VLAN B
SWITCH DE
CAPA 3
Conserva las
Funciones de capa 2
SWITCH
SWITCHES DE CAPA 4
Están 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.
Switches y el modelo OSI
Modelos OSI
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.
Capa de red
Enrutamiento entre los switches, posibilita la
comunicación entre VLANs
Capa física
Divide la LAN en múltiples
dominios de colisión
Capa de enlace de datos
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.
Colisión Ethernet
EQUIPO A
EQUIPO B
COLISIÓN
Trama A
Trama B
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
Los switches y las colisiones
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.
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.
Broadcast
RED LAN
TRAMA BROADCAST
MAC de Destino
FF FF FF FF FF FF
Dirección de
broadcast
Se envía a todos los
nodos de la LAN
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
Switches y broadcast
TRAMA
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
Dominio de broadcast
que el ancho de banda se utiliza para propagar el trafico de
broadcast
DOMINIO DE BROADCAST
Si 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.
Solo una entidad de capa 3, como un ROUTER o una
VLAN, puede detener un dominio de broadcast
VLAN B
Domino de broadcast
Dominio de broadcast
simple
VLAN A
Domino de
broadcast
FUNCIONAMIENTO
Los switches realizan cinco funciones básicas.
Funciones
FUNCIONES:
 Aprendizaje
 Actualización
 Inundación
 Reenvió selectivo
 Filtrado
Switch
FUNCIONAMIENTO
Ejemplo:
HOST B
MAC FA 1D 35 BC 95 19
RED LAN SIMPLE
Puerto 2
Al iniciar el switch la tabla de direcciones MAC esta
vacía
Puerto 1
Tabla MAC
MAC
HOST A
MAC FA 12 34 BC 25 89
Puerto
HOST B
MAC FA 1D 35 BC 95 19
RED LAN SIMPLE
El switch lee la dirección MAC de origen , de la trama recibida
por el puerto y la almacena en la tabla de direcciones MAC
Puerto 2
para utilizarla en el envió de tramas del HOST A
Tabla MAC
Puerto 1
MAC
Puerto
FA 12 34 BC 25 89
Puerto 1
HOST A
MAC FA 12 34 BC 25 89
Trama Ethernet
MAC
MAC
Destino Origen
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.
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 B
MAC FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 2
RED LAN SIMPLE
Puerto 3
Puerto 1
TRAMA
Puerto n
HOST A
Todos los host conectados al switch reciben la trama pero si
la dirección MAC de destino no coincide con la dirección de
MAC FA 12 34 BC 25 89
estos, descartan la trama
HOST B
MAC FA 1D 35 BC 95 19
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
RED LAN SIMPLE
la dirección MAC de destino coincide con la dirección MAC del
HOST A
TRAMA DE RESPUESTA
El switch lee la dirección MAC de origen de la trama recibida por el
Puerto 2
puerto del HOST B y la almacena en la tabla MAC para utilizarla en el
TRAMA DE INUNDACIÓN
reenvió de tramas del HOST B
Tabla MAC
MAC
Puerto
FA 12 34 BC 25 89
Puerto 1
FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 2
HOST B
MAC FA 1D 35 BC 95 19
RED LAN SIMPLE
Puerto 2
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
Puerto 1
HOST A
MAC FA 12 34 BC 25 89
MAC
Puerto
FA 12 34 BC 25 89
Puerto 1
FA 1D 35 BC 95 19
Puerto 2