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Por lo tanto, se puede utilizar un cable directo o cruzado para realizar la conexión con un puerto 10/100/1000 de cobre situado en el switch, independientemente del tipo de dispositivo que esté en el otro extremo de la conexión.

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Actualmente, la mayor parte de los dispositivos admiten la característica interfaz cruzada automática dependiente del medio (auto-MDIX). Cuando está habilitado, el switch detecta automáticamente el tipo de cable conectado al puerto y configura las interfaces en consecuencia

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Nota: Una conexión directa entre un router y un host requiere una conexión cruzada.

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Se utiliza un cable cruzado cuando se conectan dispositivos similares, y un cable directo para conectarse a dispositivos diferentes.

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Las conexiones entre dispositivos requerían el uso de un cable cruzado o directo. El tipo de cable requerido dependía del tipo de dispositivos de interconexión.

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La falta de coincidencia dúplex es una de las causas más comunes de problemas de rendimiento en enlaces Ethernet de 10/100 Mbps. Ocurre cuando un puerto en el enlace opera en medio duplex mientras que el otro puerto opera en duplex completo.

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En la figura, la NIC Ethernet para PC-A puede funcionar en duplex completo o medio duplex, y en 10 Mbps o 100 Mbps.

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Se utilizan dos tipos de parámetros dúplex para las comunicaciones en una red Ethernet:

Dúplex completo - Ambos extremos de la conexión pueden enviar y recibir datos simultáneamente.

Semidúplex - Solo uno de los extremos de la conexión puede enviar datos por vez.

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Switching de reenvío rápido. Este método ofrece el nivel de latencia más bajo.

Switching libre de fragmentos.En este método, el switch almacena los primeros 64 bytes de la trama antes de reenviarla.

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Para que un paquete de unicast se envíe y se reciba, la dirección IP de destino debe estar incluida en el encabezado del paquete IP. Además, el encabezado de la trama de Ethernet también debe contener una dirección MAC de destino correspondiente.

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En este ejemplo, la dirección MAC de destino y la dirección IP de destino son unicast.

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Una dirección MAC de unicast es la dirección única que se utiliza cuando se envía una trama desde un único dispositivo de transmisión a un único dispositivo de destino.

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Los estándares de Ethernet definen tanto los protocolos de Capa 2 como las tecnologías de Capa 1.

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Ethernet soporta los siguientes anchos de banda de datos:

10 Mbps

100 Mbps

1000 Mbps (1 Gbps)

10.000 Mbps (10 Gbps)

40,000 Mbps (40 Gbps)

100,000 Mbps (100 Gbps)

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Asignatura: Introducción a las Redes de Computadoras

Docente: Nancy Judith Beltrán Valenzuela

Alumno: Esaú Centeno Hernández

Grupo 0V

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Demostración del proceso cut-through switching.

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Demostración del proceso cut-through switching.

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Hay dos métodos de almacenamiento en memoria intermedia:

-Memoria basada en puerto.

-Memoria compartida.

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El almacenamiento en búfer de memoria compartida también da como resultado la capacidad de almacenar tramas más grandes con potencialmente menos tramas descartadas.

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7.4.4 Configuración de dúplex y velocidad

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7.4.4 Configuración de dúplex y velocidad

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Un switch Ethernet puede usar una técnica de almacenamiento en búfer para almacenar tramas antes de enviarlas. También se puede utilizar el almacenamiento en búfer cuando el puerto de destino está ocupado debido a la congestión. El switch almacena la trama hasta que se pueda transmitir.

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7.4.3 Almacenamiento en búfer de memoria en los switches

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7.4.3 Almacenamiento en búfer de memoria en los switches

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El switch almacena la cantidad suficiente de trama como para leer la dirección MAC de destino para que pueda determinar a qué puerto debe reenviar los datos.

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En este tipo de switching, el switch actúa sobre los datos apenas los recibe, incluso si la transmisión aún no se completó.

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Dos de las configuraciones más básicas en un switch son el ancho de banda (a veces denominado "velocidad") y la configuración dúplex para cada puerto de switch individual.

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Demostración del proceso de store-and-forward

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Demostración del proceso de store-and-forward

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Dado que 8 bits (un byte) es un método de agrupación binaria común, los números binarios del 00000000 al 11111111 se pueden representar en hexadecimal como el rango del 00 al FF

# data[].attributes.body
Cuando un proveedor asigna una dirección MAC a un dispositivo o interfaz Ethernet, el proveedor debe hacer lo siguiente:

Utiliza su OUI asignado como los primeros 6 dígitos hexadecimales.

Asigna un valor único en los últimos 6 dígitos hexadecimales.

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Store-and-forward switching se requiere para el análisis de calidad de servicio (QoS) en las redes convergentes.

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Los switches utilizan uno de los siguientes métodos de reenvío para el switching de datos entre puertos de la red:

Switching de almacenamiento y envío.

Switching por método de corte.

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Una gran ventaja de store-and-forward switching, es que determina si una trama tiene errores antes de propagarla. Cuando se detecta un error en la trama, el switch la descarta.

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7.4.1 Métodos de reenvío de tramas de los switches Cisco

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7.4.1 Métodos de reenvío de tramas de los switches Cisco

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Los números hexadecimales suelen ser representados por el valor precedido por 0x (por ejemplo, 0x73) para distinguir entre valores decimales y hexadecimales en la documentación.

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Por lo tanto, una dirección MAC Ethernet consiste en un código OUI de proveedor hexadecimal 6 seguido de un valor asignado por el proveedor hexadecimal 6.

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A continuación, PC-A envía otro trama a PC-D. La tabla de direcciones MAC ya contiene la dirección MAC para PC-A; por lo tanto, el temporizador de actualización de cinco minutos para esa entrada se restablece. Luego, debido a que la tabla de switch contiene la dirección MAC de destino para PC-D, envía la trama solo por el puerto 4.

# data[].attributes.body
A continuación, dado que el switch tiene la dirección MAC de destino para la PC-A en la Tabla de direcciones MAC, enviará la trama solo al puerto 1.

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7.4 Velocidades y métodos de reenvío del switch

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7.4 Velocidades y métodos de reenvío del switch

# data[].attributes.body
En la figura, PC-D responde a PC-A. El switch ve la dirección MAC de PC-D en la trama entrante en el puerto 4. A continuación, el switch coloca la dirección MAC de PC-D en la tabla de direcciones MAC asociada con el puerto 4.

# data[].attributes.body
A medida que un switch recibe tramas de diferentes dispositivos, puede completar la tabla de direcciones MAC examinando la dirección MAC de cada trama. Cuando la tabla de direcciones MAC del switch contiene la dirección MAC de destino, puede filtrar la trama y reenviar un solo puerto.

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Equivalentes decimales y binarios a los valores hexadecimales del 0 al F

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Equivalentes decimales y binarios a los valores hexadecimales del 0 al F

# data[].attributes.body
Nota: Si la dirección MAC de destino es de broadcast o de multicast, la trama también se envía por todos los puertos, excepto el de entrada.

# data[].attributes.body
Como se muestra en la figura, el switch no tiene la dirección MAC de destino en su tabla para PC-D, por lo que envía la trama a todos los puertos excepto el puerto 1.

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Nota: Si la dirección MAC de origen existe en la tabla, pero en un puerto diferente, el switch la trata como una entrada nueva. La entrada se reemplaza con la misma dirección MAC, pero con el número de puerto más actual.

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En la figura, por ejemplo, la PC-A está enviando una trama Ethernet a la PC-D. La tabla muestra que el switch agrega la dirección MAC para PC-A a la tabla de direcciones MAC.

# data[].attributes.body
El switch arma la tabla de direcciones MAC de manera dinámica después de examinar la dirección MAC de origen de las tramas recibidas en un puerto.

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La animación muestra un host de origen que envía una trama de multicast a los dispositivos que pertenecen al grupo de multicast. Dos de los tres hosts de PC y un servidor reciben el trama de multicast.

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Nota: En ocasiones, la tabla de direcciones MAC se denomina tabla de memoria de contenido direccionable (CAM). Aunque el término “tabla CAM” es bastante común.

# data[].attributes.body
Función de cada campo.

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Procesamiento de una trama de multicast.

# data[].attributes.subject
Procesamiento de una trama de multicast.

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En este ejemplo, la dirección MAC de destino y la dirección IP de destino son ambas multicast.

# data[].attributes.body
Las aplicaciones como el software de vídeo e imágenes también pueden utilizar direccionamiento multicast, aunque las aplicaciones multicast no son tan comunes.

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El switch toma sus decisiones de reenvío basándose únicamente en las direcciones MAC Ethernet de capa 2.

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Un switch Ethernet de capa 2 usa direcciones MAC de capa 2 para tomar decisiones de reenvío.

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Como se muestra en la animación, el host de origen envía un paquete broadcast IPv4 a todos los dispositivos de la red.

# data[].attributes.headline
Procesamiento de una trama de broadcast.

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Procesamiento de una trama de broadcast.

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En este ejemplo, la dirección MAC de destino y la dirección IP de destino son ambas broadcasts.

# data[].attributes.body
Las características de una transmisión Ethernet son las siguientes:

Tiene una dirección MAC de destino de FF-FF-FF-FF-FF-FF en hexadecimal (48 unidades en binario).

Está inundado todos los puertos del switch Ethernet excepto el puerto entrante.

No es reenviado por un router.

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Cada dispositivo de la LAN Ethernet recibe y procesa una trama de broadcast Ethernet.

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En Ethernet, se utilizan diferentes direcciones MAC para las comunicaciones de unicast, broadcast y multicast de capa 2.

# data[].attributes.body
Las características de una multicast Ethernet son las siguientes:

Hay una dirección MAC de destino 01-00-5E cuando los datos encapsulados son un paquete de multicast IPv4 y una dirección MAC de destino de 33-33 cuando los datos encapsulados son un paquete de multicast IPv6.

Existen otras direcciones MAC de destino de multicast reservadas para cuando los datos encapsulados no son IP, como Spanning Tree Protocol (STP) y Link Layer Discovery Protocol (LLDP).

Se inundan todos los puertos del switch Ethernet excepto el puerto entrante, a menos que el switch esté configurado para la indagación de multicast.

No es reenviado por un router, a menos que el router esté configurado para enrutar paquetes de multicast.

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Una trama de multicast de Ethernet es recibida y procesada por un grupo de dispositivos en la LAN de Ethernet que pertenecen al mismo grupo de multicast.

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Nota: Las NIC de Ethernet también aceptarán tramas si la dirección MAC de destino es una transmisión o un grupo multicast del que es miembro el host.

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Cuando un dispositivo reenvía un mensaje a una red Ethernet, el encabezado Ethernet incluye estos:

Dirección MAC de origen - Esta es la dirección MAC de la NIC del dispositivo origen.

Dirección MAC de destino - Esta es la dirección MAC de la NIC del dispositivo de destino.

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Cuando una NIC recibe una trama de Ethernet, examina la dirección MAC de destino para ver si coincide con la dirección MAC física que está almacenada en la RAM. Si no hay coincidencia, el dispositivo descarta la trama. Si hay coincidencia, envía la trama a las capas OSI, donde ocurre el proceso de desencapsulamiento.

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Una dirección MAC Ethernet es una dirección de 48 bits expresada con 12 dígitos hexadecimales.

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Cada campo en la trama Ethernet.

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Si el tamaño de una trama transmitida es menor que el mínimo o mayor que el máximo, el dispositivo receptor descarta la trama. Es posible que las tramas descartadas se originen en colisiones u otras señales no deseadas

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El direccionamiento MAC proporciona un método para la identificación del dispositivo en la capa de enlace de datos del modelo OSI.

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La dirección MAC se utiliza para identificar los dispositivos físicos de origen y destino (NIC) en el segmento de red local.

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Una dirección MAC Ethernet consta de un valor binario de 48 bits. Por lo tanto, una dirección MAC Ethernet de 48 bits se puede expresar utilizando sólo 12 valores hexadecimales.

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El sistema de numeración hexadecimal usa los números del 0 al 9 y las letras de la A a la F.

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Las direcciones IPv6 y las direcciones Ethernet se representan utilizando el sistema de número de dieciséis base hexadecimal.

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Esto incluye todos los bytes del campo de dirección MAC de destino a través del campo de secuencia de verificación de trama (FCS).

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Los protocolos IEEE 802 LAN/MAN, incluyendo Ethernet, utilizan las dos subcapas LLC y MAC

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El tamaño mínimo de trama de Ethernet es de 64 bytes, y el máximo es de 1518 bytes.

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La subcapa MAC es responsable de la encapsulación de datos y el acceso a los medios.

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Recuerde que Ethernet heredado utiliza una topología de bus o hubs, es un medio compartido, medio dúplex.

Las LAN Ethernet de hoy utilizan switches que funcionan en dúplex completo.

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La subcapa MAC IEEE 802.3 incluye las especificaciones para diferentes estándares de comunicaciones Ethernet sobre varios tipos de medios, incluyendo cobre y fibra

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La encapsulación de datos IEEE 802.3 incluye lo siguiente:

Trama de Ethernet - Esta es la estructura interna de la trama Ethernet.

Direccionamiento Ethernet - la trama Ethernet incluye una dirección MAC de origen y destino para entregar la trama Ethernet de NIC Ethernet a NIC Ethernet en la misma LAN.

Detección de errores Ethernet - La trama Ethernet incluye un avance de secuencia de verificación de trama (FCS) utilizado para la detección de errores.

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Recuerde que

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Los protocolos IEEE 802 LAN/MAN, incluyendo Ethernet, utilizan las dos subcapas independientes siguientes de la capa de enlace de datos para operar (es decir las subcapas Control de enlace lógico (LLC) y el Control de acceso a medios (MAC)).

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Subcapa MAC - Esta subcapa (IEEE 802.3, 802.11 o 802.15, por ejemplo) se implementa en hardware y es responsable de la encapsulación de datos y control de acceso a medios.

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Subcapa LLC - Esta subcapa IEEE 802.2 se comunica entre el software de red en las capas superiores y el hardware del dispositivo en las capas inferiores.

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Ethernet funciona en la capa de enlace de datos y en la capa física.

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Ethernet utiliza comunicaciones por cable, incluyendo pares trenzados, enlaces de fibra óptica y cables coaxiales.

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Ethernet es una de las dos tecnologías LAN utilizadas hoy en día, siendo la otra LAN inalámbricas (WLAN).