Funcionamiento y Gestión de Switches y Bridges en Redes de Datos

Retransmisión de tramas

Se mantiene una tabla de reenvíos para cada puerto con las direcciones MAC de las estaciones del segmento de red:

• Si llega una trama al puerto X: se busca en la tabla la dirección MAC de destino.
• Si el destino es X: la trama se descarta.
• Si el destino es Y: la trama se pone en cola para su reenvío por Y.
• Si no se encuentra en la tabla: se reenvía por todos los puertos, menos por X.

Aprendizaje de direcciones

Cuando llega una trama al puerto X, significa que ha llegado de la LAN conectada a dicho puerto; entonces, el dispositivo utiliza la MAC de origen y actualiza la tabla del puerto X.

• Cada entrada tiene un temporizador; si expira, se eliminará de la tabla.
• Cada vez que llega una trama, si la MAC ya está en la tabla, el temporizador se reinicia.
• Si no está en la tabla, se crea una nueva entrada y se inicia un nuevo temporizador.

Resolución de bucles (STP)

El aprendizaje de direcciones funciona en topologías en árbol. La existencia de rutas alternativas implica la aparición de bucles, pero para cualquier grafo conexo existe un árbol de expansión (Spanning Tree Protocol), que mantiene la conectividad sin bucles cerrados.

Tipos de bridges y switches

• Almacenamiento y reenvío (Store and Forward): Acepta tramas de entrada, las almacena, valida y encamina a su puerto de destino. Existe un retraso entre el emisor y el receptor, pero se garantiza una mayor integridad en la red.
• Rápido o de atajo (Cut-through): Según entra la trama, su dirección MAC de destino le sirve para ir encaminándola. Ofrece un rendimiento más alto, aunque conlleva el riesgo de propagar tramas defectuosas.

El problema de los bridges y switches

El principal inconveniente es la sobrecarga por difusión. Los usuarios comparten una dirección MAC de difusión común, por lo que las tramas de difusión se entregan a todos los dispositivos conectados, creando una gran sobrecarga. También se producen tormentas de difusión a causa de dispositivos averiados.

La alternativa

Para mitigar estos problemas, se puede:

• Actuar en la capa 3, dividiendo la red en subredes mediante un router.
• Actuar en la capa 2, creando VLANs (LANs virtuales) mediante switches especiales.

Switch vs. Bridge

Para el estándar IEEE, son equivalentes. El switch puede ser visto como un hub full-duplex, como un bridge multipuerto o como un bridge que interconecta nodos en vez de LANs.