Store-and-Forward
(almacenamiento y retransmisión)
Los switches
Store-and-Forward guardan
cada trama en un buffer antes del intercambio de información hacia el puerto de
salida. Mientras la trama está en el buffer, el switch calcula el CRC y mide el
tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño 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 método asegura operaciones
sin error y aumenta la confianza de la red. Pero el tiempo utilizado para
guardar y chequear cada trama añade un tiempo de demora importante al
procesamiento de las mismas. La demora o (delay) total es proporcional al
tamaño de las tramas: cuanto mayor es la trama, mayor será la demora.
Cut-Through (cortar a
través)
Los Switches Cut-Through fueron
diseñados para reducir esta latencia. Esos switches minimizan el delay leyendo
sólo los 6 primeros bytes de datos de la trama, que contiene la dirección 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 número de colisiones en la
red, mayor será 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 tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de runts
por la red.
Adaptative Cut-Through
Los 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
métodos, basado en el número de tramas con error que pasan por los puertos.
Cuando el número 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
más utilizados en pequeños grupos de trabajo y pequeños 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.
Ethernet Switching
En la década de 1980, cuando
las empresas comenzaron a sufrir una disminución del rendimiento en sus redes,
se procuraron puentes Ethernet (transparente o aprendizaje) para limitar los
dominios de colisión.
En la década de 1990, los
avances en las tecnologías de circuitos integrados permiten vendedores puente
para mover la capa 2 de la decisión de envío Complex Instruction Set Computing
(CISC) y procesadores de computación conjunto reducido de instrucciones (RISC)
para circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) y compuertas
programables en campo matrices (FPGAs), reduciendo así el tiempo de
manipulación de paquetes dentro del puente (es decir, la latencia) a decenas de
microsegundos, así permitiendo que el puente de manejar muchos más puertos sin
una penalización de rendimiento. El término “switch Ethernet” se hizo popular.
El primer método de reenvío de
paquetes de datos en la capa 2 se conoce como “store-and-forward cambio” para
distinguirlo de un término acuñado en la década de 1990 por un corte a través
del método de envío de paquetes.
Capa 2 Reenvío
Tanto store-and-forward y
cortar a través de conmutadores de nivel 2 basan sus decisiones de envío en la
dirección MAC de destino de los paquetes de datos. También aprenden las
direcciones MAC mientras examinan los campos MAC de origen (SMAC) de paquetes
como estaciones se comunican con otros nodos de la red.
Cuando un conmutador Ethernet
de capa 2 inicia la decisión de reenvío, la serie de pasos que se somete a un
cambio para determinar si se debe avanzar o descartar un paquete es lo que
diferencia a la metodología de corte a través de su contraparte
store-and-forward.
Mientras que un interruptor de
store-and-forward realiza una decisión de envío de un paquete de datos después
de haber recibido toda la estructura y comprobar su integridad, un interruptor
de corte a través involucra en el proceso de expedición pronto, previo examen
de la dirección MAC de destino (DMAC) de una trama entrante.
En teoría, un interruptor de
corte a través de sólo recibe y examina los primeros 6 bytes de un marco, que
lleva la dirección de DMAC. Sin embargo, por una serie de razones, como se
muestra en este documento, de corte a través de interruptores de esperar hasta
que se hayan evaluado un poco más bytes de la trama antes de decidir si enviar
o descartar el paquete.
MÉTODOS DE SWITCHING
Otra gran diferencia entre
bridges y switches es el método que se usa para reenviar frames.
Los bridges solo soportan un
método, mientras los switches soportan tres.
Los métodos son los siguientes:
Store and forward
Cut-through
Fragment free
STORE AND FORWARD
Este método es el más básico.
El frame llega al switch, este lo lee completamente, lo almacena en el buffer,
calcula el CRC, verifica que sea correcto y lo reenvía al puerto adecuado si es
correcto. Si no es correcto, lo elimina. El switch 1900 soporta este sistema.
Este es el único sistema que soporta el switch 2950.
CUT THROUGH
Este sistema es mucho más
rápido. En cuanto el frame llega al switch (los bridges no usan este sistema),
el switch lee la cabecera del frame. Obtiene de este los 8 bytes de preámbulo y
la dirección MAC con 6 bytes más.
En cuanto obtiene esta
información, reenvía rápidamente por el puerto adecuado.
LA desventaja de este sistema
es que no provee detección de errores y puede enviar frames erróneos.
Existen algunos fabricantes que
optan por un método intermedio. Se envían datos hasta que se repiten muchos
errores. Entonces e cambia al método Store Forward. Cuando el número de frames
erróneos baja, se vuelve al sistema Cut forward. ↑
El switch 1900 soporta este
sistema, pero el 2950 no, aunque éste retransmite muchos más rápido que el
1900.
FRAGMENT FREE
Este es el sistema por defecto
en los switches 1900, pero el 2950 no soporta este sistema, aunque éste
retransmite muchos más rápido que el 1900.
Este método e s la mejora del
Cut forward, con la única diferencia de que no lee únicamente los 14 bytes de
la cabecera, sino que lee los primeros 64(mínimo tamaño para un frame
Ethernet).
De esta manera reduce los
frames erróneos de menos de 64 bytes.
Igualmente, este método puede
retransmitir frames con CRC erróneo. Es por eso, que algunos fabricantes tienen
métodos dinámicos, que saltan de método según los errores que haya. Si hay
muchos errores, se escoge el sistema Store Forward. Si los errores descienden,
se vuelve al método Fragment free.
REFERENCIA WEB
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