27.9 Switches

• Los link-layer switches, conmutadores de nivel 2 o conmutadores Ethernet son dispositivos de conmutación de frames que funcionan a nivel de la capa de enlace de datos.
• A diferencia de los hubs, pueden interconectar diferentes tecnologías Ethernet.
• También a diferencia de los hubs, separan los dominios de colisión. Por ejemplo, en la siguiente red existen 3 dominios de colisión diferentes, uno para cada departamento:

• Otro ejemplo:

• Como se desprende de los anteriores ejemplos, los switches deben ejecutar el protocolo CSMA/CD sólo cuando en enlace involucrado no sea full-duplex.

27.9.1 Encaminamiento

• Cada switch posee una “switch table” con la estructura

  

  donde la primera columna indica la dirección física de los diferentes interfaces de red conectados al switch (directamente o a través de un hub), la segunda es la boca al que se conecta cada interface y la tercera, el último instante en que se ha escuchado a ese interface.

• La tabla de conmutación es dinámica. El switch la mantiene de forma automática anotando la dir física origen de cada frame que le llega. Cuando una entrada se hace demasiado vieja, se elimina.
• Así, el algoritmo de encaminamiento consiste en:
  1. Buscar en la “switch table” el interface de salida asociado a la dir física destino del frame.
  2. Si existe una entrada para la dir física destino, entonces:
     1. Si el interface de salida es distinto del de entrada (piénsese en que en un interface pueden conectarse más de un adaptador de red usando un hub), entonces:
        1. Encaminar el frame por el interface de salida.
  3. Si no existe ninguna coincidencia:
     1. Realizar un flooding. Los switches ejecutan el algoritmo del árbol de expansión para evitar un broadcast-storm.

27.9.2 Store-and-forward versus cut-through

• Cuando las tasas de transmisión de la boca de entrada de un frame coincide con la tasa de transmisión de la boca de salida, el switch puede usar una técnica de transferencia conocida como cut-through y que consiste en que los frames se transmiten mientras todavía se están recibiendo.
• Esto permite reducir sensiblemente la latencia, especialmente cuando los frames necesitan atravesar muchos switches.