Cómo aumentar la velocidad de las redes Ethernet (I)

En artículos anteriores hemos hablado del diseño de las redes Ethernet. Continuando con tan interesante tecnología nos centramos hoy en las estrategias disponibles para aumentar las redes Ethernet.

Disponer de un ancho de banda añadido en nuestra red Ethernet es una cuestión relevante.  Mientras que los repetidores permiten que LANs se extienda más allá de sus limitaciones de distancia normales, aún limitan el número de nodos que pueden ser soportados.

Mediante puentes y switches, las LANs crecen significativamente por virtud de su capacidad para soportar segmentos de Ethernet en cada puerto. Adicionalmente, los puentes y switches selectivamente filtran el tráfico de red para aquellos paquetes que se necesitan en cada segmento, incrementando significativamente cada segmento en la red total.

Para aumentar el rendimiento y la flexibilidad de las topologías de red, es necesario conocer las siguientes tecnologías:

• Puentes o Bridges.
• Ethernet Switches
• Routers
• Criterios de diseño de red

BRIDGES

Los bridges o puentes conectan dos segmentos LAN de tipos similares o disimilares, tales como Ethernet y Token Ring. Esto permite que dos segmentos de Ethernet se comporten como Ethernet simples permitiendo a cualquier pareja de computadores comunicarse en Ethernet extendido. Los puentes son transparentes y por lo tanto los computadores no saben si un puente los separa.

Los bridges mapean las direcciones de Ethernet de los nodos residiendo en cada segmento de red y permiten que tan solo el tráfico necesario pase a través del puente. Cuando se recibe un paquete por el puente, el mismo puente determina el destino y segmentos  de fuente. Si los segmentos son los mismos, el paquete cae o también se filtra; si los segmentos son diferentes, luego el paquete se dirige al segmento correcto.

Los bridges son dispositivos que miran el paquete de Ethernet antes de filtrarlo o tomar decisiones de dejarlo pasar. El filtrado de paquetes y la regeneración de paquetes hacia adelante permite a la tecnología de puente dividir una red en diferentes dominios de colisión. Los bridges son capaces de aislar los problemas de red; si ocurren interferencias en uno de los segmentos, el puente recibirá y descargará un marco inválido que evite que los problemas afecten a otro segmento. Esto permite que mayores distancias y más repetidores usados en el diseño de la red total.

TRATANDO CON BUCLES

Los switches de ethernet son una expansión del concepto de bridging de Ethernet. La ventaja de usar un switched ethernet es el paralelismo. Hasta la mitad de los computadores conectados a un switch pueden enviar datos al mismo tiempo.

LAN switches enlazan múltiples redes juntas y tienen dos arquitecturas básicascut-through y store-and-forward. En el pasado, cut-through switches fueron más rápidos debido a que examinaban la dirección de destino del paquete solamente antes de

SWITCHES DE ETHERNET

Los switches de Ethernet son una expansión del concepto de bridging de Ethernet. La ventaja de utilizar estos equipos es el paralelismo. Hasta la mitad de los computadores conectadso a un switch pueden enviar datos al mismo tiempo.

Los switches LAN enlazan múltiples redes y tienen dos arquitecturas básicas: cut-through y store-and-forwared. en el pasado, los cut-through switches fueron más rápidos debido a que examinan la dirección del destino del paquete solamente antes de dirigirlo a su segmento de destino. Un switch store-and-forward  trabaja como un puente que acepta y analiza el paquete completo antes de dirigirlo a su destino.

Historicamente, sotore-and-forwared emplea más tiempo en examinar el paquete completo, aunque se permite un beneficio para que el switch capture ciertos errores del paquete. Actualmente, la velocidad de los switches store-and-forwared se ha recortado respecto a los switches cut-through de manera que la diferencia entre los dos es mínima. Asimismo, hay un gran número de switches híbridos disponibles que mezclan la arquitectura tanto de cut-through como store-and-forward.

Tanto los switch cut-through y sotre-and-forware separan una red en dominios de colisión, lo cual permite que se extienda el diseño de la red. Cada uno de los segmentos fijados a un switch de Ethernet tiene 10 Mbps de ancho de banda compartido por muy pocos usuarios, lo cual produce un mejor rendimiento (en oposición a los hubs que permiten compartir ancho de banda de Ethernet simple). Los switches más nuevos ofrecen conexiones a alta velocidad, ya sea Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 gigabit Ethernet o ATM. Éstos se usan para enlazar switches juntos o dar un ancho de banda añadido a los servidores de tráfico alto. Una red compuesta por numerosos switch enlazados juntos vía una conexión ascendente de enlaces denominadas una red "collapsed backbone".

ROUTERS

un router es un dispositivo que envía los paquetes de datos a lo largo de una red, y determina la forma como cada paquete de datos se basa en la comprensión del estado de sus redes conectadas. Los Routers se conectan típicamenta a al menos dos redes, comúnmente dos LANs o WANS o una LAN y su red ISP(s) (Internet Service Provider). Los Routers se localizan en gateways, los lugares donde dos o más redes se conectan.

Los routers filtran el tráfico de la red por medio de protocolos específicos antes que por direcciones de paquetes. Los routers también dividen las redes lógicamente en vez de físicamente. Un router IP puede dividir una red en varias subnets de forma qeu solamente el tráfico destinado a una dirección IP particular puede pasar entre segmentos. La velocidad de la red a menudo decrece debido a este tipo de avance inteligente. Tales filtrados llevan más tiempo de lo que se requiere con switch o bridge. En redes más complejas, la eficiencia total se mejora usando routers.

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