Conmutador (dispositivo de red)De Wikipedia, la enciclopedia
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vase Conmutador.
Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lgica de
interconexin de redes de computadores que opera en la capa de
enlace de datos del modelo OSI. Su funcin es interconectar dos o ms
segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando
datos de un segmento a otro de acuerdo con la direccin MAC de
destino de las tramas en la red.
Un conmutador en el centro de una red en estrella.Los
conmutadores se utilizan cuando se desea conectar mltiples redes,
fusionndolas 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 redes de rea local.conmutadores y puentesLos
puentes y conmutadores se conectan unos a los otros pero siempre
hay que hacerlo de forma que exista un nico camino entre dos puntos
de la red. En caso de no seguir esta regla , se forma un bucle o
loop en la red, que produce la transmisin infinita de tramas de un
segmento al otro. Generalmente estos dispositivos utilizan el
algoritmo de spanning tree para evitar bucles, haciendo la
transmisin de datos de forma segura.Introduccin al funcionamiento
de los conmutadores
Conexiones en un conmutador Ethernet.Los conmutadores poseen la
capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2
(direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a travs de cada
uno de sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado directamente a
un puerto de un conmutador provoca que el conmutador almacene su
direccin MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores
o hubs, la informacin dirigida a un dispositivo vaya desde el
puerto origen al puerto de destino. En el caso de conectar dos
conmutadores o un conmutador y un concentrador, cada conmutador
aprender las direcciones MAC de los dispositivos accesibles por sus
puertos, por lo tanto en el puerto de interconexin se almacenan las
MAC de los dispositivos del otro conmutador.Bucles de red e
inundaciones de trficoComo anteriormente se comentaba, uno de los
puntos crticos de estos equipos son los bucles, que consisten en
habilitar dos caminos diferentes para llegar de un equipo a otro a
travs de un conjunto de conmutadores. Los bucles se producen porque
los conmutadores que detectan que un dispositivo es accesible a
travs de dos puertos emiten la trama por ambos. Al llegar esta
trama al conmutador siguiente, este vuelve a enviar la trama por
los puertos que permiten alcanzar el equipo. Este proceso provoca
que cada trama se multiplique de forma exponencial, llegando a
producir las denominadas inundaciones de la red, provocando en
consecuencia el fallo o cada de las comunicaciones.ClasificacinEste
artculo o seccin sobre tecnologa necesita ser wikificado con un
formato acorde a las convenciones de estilo.Por favor, edtalo para
que las cumpla. Mientras tanto, no elimines este aviso puesto el 2
de abril de 2011.Tambin puedes ayudar wikificando otros
artculos.
[editar] Atendiendo al mtodo de direccionamiento de las tramas
utilizadas[editar] Store-and-ForwardLos switches Store-and-Forward
guardan cada trama en un buffer antes del intercambio de informacin
hacia el puerto de salida. Mientras la trama est en el buffer, el
switch calcula el CRC y mide el tamao de la misma. Si el CRC falla,
o el tamao es muy pequeo o muy grande (un cuadro Ethernet tiene
entre 64 bytes y 1518 bytes) la trama es descartada. Si todo se
encuentra en orden es encaminada hacia el puerto de salida.Este
mtodo asegura operaciones sin error y aumenta la confianza de la
red. Pero el tiempo utilizado para guardar y chequear cada trama
aade un tiempo de demora importante al procesamiento de las mismas.
La demora o delay total es proporcional al tamao de las tramas:
cuanto mayor es la trama, mayor ser la[editar] Cut-ThroughSwitches
Cut-Through fueron diseados para reducir esta latencia. Esos
switches minimizan el delay leyendo slo los 6 primeros bytes de
datos de la trama, que contiene la direccin de destino MAC, e
inmediatamente la encaminan.El problema de este tipo de switch es
que no detecta tramas corruptas causadas por colisiones (conocidos
como runts), ni errores de CRC. Cuanto mayor sea el nmero de
colisiones en la red, mayor ser el ancho de banda que consume al
encaminar tramas corruptas.Existe un segundo tipo de switch
cut-through, los denominados fragment free, fue proyectado para
eliminar este problema. El switch siempre lee los primeros 64 bytes
de cada trama, asegurando que tenga por lo menos el tamao mnimo, y
evitando el encaminamiento de runts por la red.[editar] Adaptative
Cut-ThroughLos switches que procesan tramas en el modo adaptativo
soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de
los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el
switch puede ser lo bastante inteligente como para escoger entre
los dos mtodos, basado en el nmero de tramas con error que pasan
por los puertos.Cuando el nmero de tramas corruptas alcanza un
cierto nivel, el switch puede cambiar del modo cut-through a
store-and-forward, volviendo al modo anterior cuando la red se
normalice.Los switches cut-through son ms utilizados en pequeos
grupos de trabajo y pequeos departamentos. En esas aplicaciones es
necesario un buen volumen de trabajo o throughput, ya que los
errores potenciales de red quedan en el nivel del segmento, sin
impactar la red corporativa.Los switches store-and-forward son
utilizados en redes corporativas, donde es necesario un control de
errores.[editar] Atendiendo a la forma de segmentacin de las
sub-redes[editar] Switches de Capa 2 o Layer 2 SwitchesSon los
switches tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos.
Su principal finalidad es dividir una LAN en mltiples dominios de
colisin, o en los casos de las redes en anillo, segmentar la LAN en
diversos anillos. Basan su decisin de envo en la direccin MAC
destino que contiene cada trama.Los switches de nivel 2 posibilitan
mltiples transmisiones simultneas sin interferir en otras
sub-redes. Los switches de capa 2 no consiguen, sin embargo,
filtrar difusiones o broadcasts, multicasts (en el caso en que ms
de una sub-red contenga las estaciones pertenecientes al grupo
multicast de destino), ni tramas cuyo destino an no haya sido
incluido en la tabla de direccionamiento.[editar] Switches de Capa
3 o Layer 3 SwitchesSon los switches que, adems de las funciones
tradicionales de la capa 2, incorporan algunas funciones de
enrutamiento o routing, como por ejemplo la determinacin del camino
basado en informaciones de capa de red (capa 3 del modelo OSI),
validacin de la integridad del cableado de la capa 3 por checksum y
soporte a los protocolos de routing tradicionales (RIP, OSPF,
etc)Los switches de capa 3 soportan tambin la definicin de redes
virtuales (VLAN's), y segn modelos posibilitan la comunicacin entre
las diversas VLAN's sin la necesidad de utilizar un router
externo.Por permitir la unin de segmentos de diferentes dominios de
difusin o broadcast, los switches de capa 3 son particularmente
recomendados para la segmentacin de redes LAN muy grandes, donde la
simple utilizacin de switches de capa 2 provocara una prdida de
rendimiento y eficiencia de la LAN, debido a la cantidad excesiva
de broadcasts.Se puede afirmar que la implementacin tpica de un
switch de capa 3 es ms escalable que un router, pues ste ltimo
utiliza las tcnicas de enrutamiento a nivel 3 y encaminamiento a
nivel 2 como complementos, mientras que los switches sobreponen la
funcin de enrutamiento encima del encaminamiento, aplicando el
primero donde sea necesario.Dentro de los Switches Capa 3
tenemos:[editar] Paquete-por-Paquete (Packet by Packet)Bsicamente,
un switch Packet By Packet es un caso especial de switch
Store-and-Forward pues, al igual que stos, almacena y examina el
paquete, calculando el CRC y decodificando la cabecera de la capa
de red para definir su ruta a travs del protocolo de enrutamiento
adoptado.[editar] Layer-3 Cut-throughUn switch Layer 3 Cut-Through
(no confundir con switch Cut-Through), examina los primeros campos,
determina la direccin de destino (a travs de la informacin de los
headers o cabeceras de capa 2 y 3) y, a partir de ese instante,
establece una conexin punto a punto (a nivel 2) para conseguir una
alta tasa de transferencia de paquetes.Cada fabricante tiene su
diseo propio para posibilitar la identificacin correcta de los
flujos de datos. Como ejemplo, tenemos el "IP Switching" de
Ipsilon, el "SecureFast Virtual Networking de Cabletron", el "Fast
IP" de 3Com.El nico proyecto adoptado como un estndar de hecho,
implementado por diversos fabricantes, es el MPOA (Multi Protocol
Over ATM). El MPOA, en desmedro de su comprobada eficiencia, es
complejo y bastante caro de implementar, y limitado en cuanto a
backbones ATM.Adems, un switch Layer 3 Cut-Through, a partir del
momento en que la conexin punto a punto es establecida, podr
funcionar en el modo "Store-and-Forward" o "Cut-Through"[editar]
Switches de Capa 4 o Layer 4 SwitchesEstn en el mercado hace poco
tiempo y hay una controversia en relacin con la adecuada
clasificacin de estos equipos. Muchas veces son llamados de Layer
3+ (Layer 3 Plus).Bsicamente, incorporan a las funcionalidades de
un switch de capa 3 la habilidad de implementar la polticas y
filtros a partir de informaciones de capa 4 o superiores, como
puertos TCP/UDP, SNMP, FTP, etc.[editar] Bibliografa Stallings,
William (2004). Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice
Hall. ISBN 84-205-4110-9. Comer, Douglas (2000). Redes Globales de
Informacin con Internet y TCP/ IP. Prentice Hall. ISBN
968-880-541-6.
ConectorCaractersticasImagen
Conector de alimentacin DCSe trata de un conector que recibe la
corriente directa desde un adaptador especial que la transforma
desde el enchufe de corriente.
BNC (Bayonet Neil-Cocelman)Es un conector de para cable coaxial
de 2 terminales, con velocidad de transmisin de hasta 10 Megabits
por segundo (Mbps)
RJ45 (Registred Jack 45)Es un conector de 8 terminales,
utilizado para interconectar equipos de cmputo, permite velocidades
de transmisin de 10/100/1000 Megabits por segundo (Mbps) y es el
mas utilizado actualmente.
NombreEstndarVelocidad (Megabits por segundo)Caractersticas
EthernetIEEE 802.3 (10BASET)10 / 100 MbpsSe utilizan en todo
tipo de redes basadas en cable en escuelas, hospitales, hogares,
etc.
EthernetIEEE 802.3u (10BASETX)100 Mbps / 1000 GigabitAlta
velocidad, soporta cableado de hasta 100 m, para cable UTP, soporta
Half Duplex (enva recibe datos, una accin a la vez, utilizando modo
Hub) Full Duplex (enva y recibe datos de manera simultnea
utilizando modo Switch)
Figura 4. Switch de consola marca DELL, modelo PowerEdge 180AS
Un Switch de consola se trata de un dispositivo que permite
concentrar el control de varios servidores e interconectarlos con
una sola pantalla-ratn-teclado (consola para Rack y control de
servidores), lo que economiza costos y ahorra espacio. Tomando en
cuenta que en un Site (cuarto con aire acondicionado dnde se
encuentran concentrados varios servidores), regularmente no hay
espacio, ya que se encuentran adaptados para solamente tal funcin
en especfico y por ello no es viable la instalacin de varias
pantallas, teclados y ratones. En estos casos se han diseado las
denominadas consolas (pantallas con teclado y ratn integrados que
permiten visualizar el video y controlar diferentes servidores con
un solo aparato), con ayuda del Switch de consola.
Permiten la conexin de distintas redes de rea local (LAN).
Se encargan de solamente determinar el destino de los datos
"Cut-Throught".
Si tienen la funcin de Bridge integrado, utilizan el modo
"Store-And-Forward" y por lo tanto se encargan de actuar como
filtros analizando los datos.
Interconectan las redes por medio de cables
Se les encuentra actualmente con un Hub integrado.
Cuentan con varios puertos RJ45 integrados, desde 4, 8, 16, 32 y
hasta 52.
Permiten la regeneracin de la seal y son compatibles con la
mayora de los sistemas operativos de red.
Actualmente compiten contra dispositivos Hub y Router y Switch
inalmbricos.
El puerto 1 y el que se encuentre debajo de l, regularmente se
utilizan para recibir el cable con la seal de red y/o para
interconectarse entre s con otros Switches.
Como apoyo a la comprensin del tema, te ofrecemos una animacin
sobre el funcionamiento de un Switch:.Figura 1. Animacin de
funcionamiento de un Switch