SISTEMA DE CONMUTACIÓN Y ENRUTAMIENTO

CONMUTADOR

Un switch o conmutador es un dispositivo de interconexión de redes,  que segmenta la red en pequeños dominios de colisión, diseñados para resolver problemas de rendimiento, debido a ancho de banda pequeños.  Obteniendo un mayor ancho de banda para cada estación final acelerando  la salida de paquetes y reduciendo  el tiempo de espera.  Opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI (capa 2).

1)Funciona en el nivel de enlace de datos del modelo OSI.

 2)Realiza algunas funciones del físico:

 ·  expande la red al interconectar segmentos de red.

 ·  Permite la conexión de diferentes medios  

TÉCNICAS

Las redes de comunicación pueden ser de dos tipos: 

·  Conmutación pura

·  Almacenamiento y conmutación

Conmutación pura: en este tipo de redes los nodos de conmutación están encargados de establecer la trayectoria de conmutación de una computadora destino, terminándola cuando ya no se necesita. Mientras una línea estuviera asignada a una comunicación, ninguna otra trayectoria de comunicación podría utilizarla, como sucede con las líneas telefónicas. 

Almacenamiento y conmutación: estas redes son conocidas como store and forward, los nodos de estas redes almacenan temporalmente los mensajes recibidos para trasmitirlos cuando la línea de comunicación ente disponible. La forma en que se realiza la comunicación de la computadora fuente a la computadora destino a través de la red de comunicación depende de la técnica de conmutación que se utilice. Los nodos intermedios, o MIP, juegan un papel primordial en este aspecto. 

Las técnicas de conmutación más utilizadas son:  

·   Conmutación de circuitos 

·   Conmutación de mensajes 

·   Conmutación de paquetes 

CONMUTACION DE CIRCUITOS 

En esta técnica de conmutación consiste en establecer una ruta de comunicación a través de los nodos intermedios de la red dedicada completamente a la comunicación de fuente a destino. El ancho de banda de las líneas de comunicación que intervienen en la trayectoria se asigna a la comunicación, aunque este ancho de banda no se utilice completamente. 

En este tipo de conmutación, los nodos actúan simplemente como elementos de conmutación sin realizar ningún almacenamiento temporal interno. La velocidad de transmisión en el circuito será igual a la velocidad de la línea más lenta que forma parte del circuito. Para cada conexión entre dos estaciones, los nodos intermedios dedican un canal lógico a dicha conexión. 

CONMUTACION DE MENSAJES

Cuando una computadora anfitrión quiere enviar un mensaje a otra, esta la agrega al mensaje la dirección de destino y lo pasa a la subred para que viaje de nodo a nodo hasta llegar a su destino. En cada  nodo intermedio el mensaje es almacenado temporalmente y luego, con base en la información de enrutamiento, la disponibilidad y el costo que tiene el nodo, este determina el siguiente nodo de la ruta y le envía el mensaje. Este proceso continua hasta que el mensaje llega a su destino. 

Cuando se utiliza la conmutación de mensajes, se puede establecer la prioridad de los mensajes. Con la conmutación de mensajes, el control y la recuperación de errores pueden ser efectuados en la subred de comunicación. Incluso se pueden hacer cambios de velocidad de transmisión y de códigos cuando se utiliza la conmutación de mensajes. La conmutación de mensajes no es útil para procesos de tiempo real o procesos interactivos, ya que el tiempo para que llegue el mensaje a su destino puede ser grande. 

CONMUTACIÓN DE PAQUETES

 En conmutación de paquetes, los datos se transmiten en paquetes cortos. Para transmitir grupos de datos más grandes, el emisor trocea estos grupos en paquetes más pequeños y les adiciona una serie de bits de control. En cada nodo, el paquete se recibe, se almacena durante un cierto tiempo y se transmite hacia el emisor o hacia un nodo intermedio. 

CARACTERÍSTICAS DEL CONMUTADOR 

 Los puertos pueden ser:

 ·  Dedicados: solo manejan una dirección MAC (una computadora por puerto )

 ·  Compartidos: manejan varias direcciones MAC (varias computadoras conectadas por medio de un hub)

1) Los puertos dedicados normalmente son utilizados por servidores y estaciones que requieren un gran ancho de banda

2)Cada puerto es considerado un dominio de colisión.

3)  Todos los puertos son un solo dominio Broadcast.

ENRUTAMIENTO

El enrutamiento se entiende como las acciones que toma un router para enviar paquetes desde un origen hasta un destino final, pasando a través de diferentes tipos de redes, los enrutadores operan con la dirección IP de los paquetes, por lo tanto operan en capa 3 del modelo OSI.

El ruteador por lo tanto debe tomar decisiones que le permitan enviar los paquetes a través del tráfico en red de manera eficiente, realizan entonces una evaluación de la ruta optima para que el trafico llegue a su destino. Esto es lo que se conoce como protocolos de enrutamiento, los cuales son utilizados para construir las tablas de enrutamiento. 

FUNCIONES

1)Encamina data gramas entre diferentes redes IP

2)Cualquier host  que quiera enviar un data grama IP a otro ) que esté en una subred distinta debe hacerlo através de un router

3)Cada interfaz de un router tiene una @IP con NetID   distinto

TÉCNICAS

Hay dos técnicas básicas de enrutamiento

– Protocolos de Vector de Distancia: los enrutadores intercambian con sus vecinos información sobre 

cómo llegar a todos los destinos

 Por ejemplo, RIP: Routing Information Protocol

– Protocolos de Estado de Enlaces: los enrutadores intercambian con todos los enrutadores la 

información sobre sus enlaces.

Por ejemplo, OSPF: Open Shortest Path First 

CARACTERÍSTICAS

Para los enrutadores de trabajo debe haber una gama de protocolos de enrutamiento y la selección de los enrutadores debe realizarse considerando el diseño de la red y la selección de los protocolos de enrutamiento. Los protocolos de enrutamiento más habituales son RIP y OSPF, pero el protocolo RIP no es adecuado para redes a gran escala.

La NAT se utiliza en los enrutadores que dan a Internet para traducir una única dirección de Internet en múltiples direcciones de la red privada. Esto significa que muchos dispositivos pueden tener una misma dirección de Internet y, puesto que no se puede tener acceso directamente a las direcciones privadas desde otro usuario de Internet, el resultado es una mayor seguridad. Debe estar disponible en los enrutadores de las oficinas pequeñas conectados a través de Internet y también en el enrutador de borde de las oficinas de mayor tamaño.

CONMUTACIÓN DE DATOS

La conmutación de paquetes es un método de envío de datos en una red de computadoras. Un paquete es un grupo de información que consta de dos partes: los datos propiamente dichos y la información de control, que indica la ruta a seguir a lo largo de la red hasta el destino del paquete. Existe un límite superior para el tamaño de los paquetes.

 realiza las siguientes funciones:

Almacenamiento y retransmisión: hace referencia al proceso de establecer un camino lógico de forma indirecta haciendo "saltar" la información de origen al destino a través de los nodos intermedios.

Control de ruta : hace referencia a la selección de un nodo del camino por el que deben retransmitirse los paquetes para hacerlos llegar a su destino.

TIPOS DE  TECNICAS

Los datagramas y los circuitos virtuales.

DATAGRAMAS 

Internet es una red de datagramas.

En Internet existen 2 tendencias: orientado a conexión y no orientado a conexión.

En el caso orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es TCP.

En el caso no orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es UDP.

TCP garantiza que todos los datos lleguen correctamente y en orden.

UDP no tiene ninguna garantía.

No todos los paquetes siguen una misma ruta.

Un paquete se puede destruir en el camino, cuya recuperación es responsabilidad de la estación de origen (esto da a entender que el resto de paquetes están intactos).

CIRCUITOS VIRTUALES

Son los más usados.

Su funcionamiento es similar al de la Red de conmutación de circuitos (la diferencia radica en que en los circuitos virtuales la ruta no es dedicada, sino que un único enlace entre dos nodos se puede compartir dinámicamente en el tiempo por varios paquetes).

Previo a la transmisión se establece la ruta previa por medio de paquetes de petición de llamada (pide una conexión lógica al destino) y de llamada aceptada (en caso de que la estación destino esté apta para la transmisión envía este tipo de paquete); establecida la transmisión, se da el intercambio de datos, y una vez terminado, se presenta el paquete de petición de liberación (aviso de que la red está disponible, es decir que la transmisión ha llegado a su fin).

Cada paquete tiene un identificador de circuito virtual en lugar de la dirección del destino.

Los paquetes se recibirán en el mismo orden en que fueron enviados.

CONMUTACIÓN DIGITAL 

RED DE CONEXIÓN (CONMUTACIÓN) DIGITAL

La transmisión digital se conoce desde hace mucho tiempo bajo la forma telegráfica, que fue una de las primeras maneras utilizadas en comunicaciones eléctricas. Justamente, por ese motivo, el de usar señales digitales, permitió que se materializara primero las centrales de conmutación de Telex que en telefonía.

CONMUTACIÓN EN ETHERNET 

1)Conmutador Ethernet (switch, switching-hub) es  básicamente un puente

2)Los primeros puentes tenían pocos puertos (2)

3)Un switch tiene uno por estación

4)Puede otorgar un camino conmutado entre cada par de estaciones para cada trama

5)Cada pareja puede tener un canal dedicado con la capacidad total de la LAN

6)Puede trabajar con multiples tramas al mismo tiempo

7)Los puertos pueden ser Full-Duplex

DIRECCIONAMIENTOS

IP

Los equipos comunican a través de Internet mediante el protocolo IP (Protocolo de Internet). Este protocolo utiliza direcciones numéricas denominadas direcciones IP compuestas por cuatro números enteros (4 bytes) entre 0 y 255, y escritos en el formato xxx.xxx.xxx.xxx. Por ejemplo, 194.153.205.26 es una dirección IP en formato técnico.

Los equipos de una red utilizan estas direcciones para comunicarse, de manera que cada equipo de la red tiene una dirección IP exclusiva.

El organismo a cargo de asignar direcciones públicas de IP, es decir, direcciones IP para los equipos conectados directamente a la red pública de Internet..

MAC

MAC son las siglas de Media Access Control y se refiere al control de acceso al medio físico. O sea que la dirección MAC es una dirección física (también llamada dirección hardware), porque identifica físicamente a un elemento del hardware: insisto en que cada tarjeta Ethernet viene de fábrica con un número MAC distinto. Windows la menciona como Dirección del adaptador. Esto es lo que finalmente permite las transmisiones de datos entre ordenadores de la red, puesto que cada ordenador es reconocido mediante esa dirección MAC

Las tarjetas de red tipo Ethernet tienen una pequeña memoria en la que alojan un dato único para cada tarjeta de este tipo. Se trata de la dirección MAC, y está formada por 48 bits que se suelen representar mediante dígitos hexadecimales que se agrupan en seis parejas (cada pareja se separa de otra mediante dos puntos ":" o mediante guiones "-"). Por ejemplo, una dirección MAC podría serF0:E1:D2:C3:B4:A5.