Metodos Switching

Store and forward

Es una técnica de conmutación en redes con conexiones punto a punto estáticas, en virtud de la cual los datos se envían a un nodo intermedio, donde son retenidos temporalmente hasta su posterior reenvío, bien a su destino final, bien a otro nodo intermedio. Cada nodo intermedio se encarga de verificar laintegridad del mensaje antes de transferirlo al siguiente nodo.

Esta técnica se aplicó como tecnología de conmutación en las primeras redes de área amplia (WAN), y más tarde en los primeros multicomputadores (con redes estáticas). En general, es adecuada para redes tolerantes al retardo (DTN, de delay-tolerant networks), donde no se proporciona ningún tipo de servicio en tiempo real, concretamente en escenarios donde los nodos se hallan geográficamente distantes, no existe conectividad directa o la red sufre una elevada tasa de errores.

Funcionamiento:

La unidad de transferencia entre interfaces (nivel de red del modelo OSI) es el paquete, mientras que la unidad de transferencia entre controladores de enlace (nivel físico) es elphit (de physical unit). Un phit es la unidad de información transferida por un enlace en un ciclo de red.

En una red basada en almacenamiento y reenvío, un conmutador espera a recibir íntegramente el paquete antes de ejecutar el algoritmo de encaminamiento. Una vez hecho esto, el paquete completo se transfiere o reenvía al siguiente conmutador, determinado por el encaminamiento, a través de la salida correspondiente. En cada instante, el paquete puede estar transfiriéndose por un único canal. De lo anterior se deduce que los recursos de red (buffer y enlaces) se asignan a nivel de paquete.¹

El buffer del conmutador debe tener capacidad para almacenar todo el paquete completo. En una red de procesamiento paralelo, el recurso a la memoria principal del nodo al que se conecta el conmutador no es una opción viable, ya que degrada considerablemente las prestaciones. Por ello, es preciso limitar ante todo el tamaño de los paquetes, dividiendo en la interfaz origen el mensaje en unidades más pequeñas que no superen un tamaño máximo preestablecido. En multiprocesadores esta división puede ser superflua, ya que la longitud del mensaje suele estar ajustada al tamaño de una línea de caché.

Conmutación virtual cut-through

La conmutación cut-through (Cut-through switching) ––más conocida como virtual cut-through–– es una técnica de conmutación de paquetes según la cual elconmutador empieza a retransmitir una trama o paquete antes de haberlo recibido por completo, normalmente al identificar la dirección del nodo destino.

Si los conmutadores de la red implementan conmutación adaptativa , pueden alternar selectivamente entre un modo de operación cut-through y otro de tipostore-and-forward("almacenamiento y reenvío"), dependiendo de las condiciones que presente la red en cada momento. Este mecanismo permite optimizar las prestaciones de la red al combinar la alta velocidad de transferencia de virtual cut-through (cuando la tasa de errores es baja) con la fiabilidad que proporciona store-and-forward (cuando la tasa de errores aumenta).

Funcionamiento

Al igual que en conmutación vermiforme, en una red que opera con virtual cut-through el encaminamiento en el conmutador se ejecuta en cuanto llega la cabecera del paquete. La unidad de transferencia entre interfaces (nivel de red del modelo OSI) es el paquete, que puede "cortarse" (cut-through) en trozos más pequeños, de forma que la cabecera pueda estar ya en el siguiente conmutador cuando aún no se ha recibido el paquete completo.

Si un paquete se bloquea por hallarse ocupado un enlace, puede entretanto almacenarse en el buffer a la entrada del conmutador, cuya capacidad debe ser suficiente para alojar (al menos) un paquete completo. Esto implica que si los mensajes no tienen un tamaño máximo preestablecido, deberán fragmentarse en unidades más pequeñas. De esta forma, en virtual cut-through el camino a recorrer por los paquetes se segmenta en etapas, al igual que sucede en conmutación vermiforme, pero asignando buffer y enlaces a nivel de paquete como en almacenamiento y reenvío. Este esquema permite que, en cada momento, un paquete no bloqueado pueda estar transfiriéndose por múltiples canales de la red al mismo tiempo.

Fragment Free

Método de conmutación que permite al switch analizar los primeros 64 bytes de una trama. Esto lo realiza para evitar el envío de tramas demasiado cortas (fragmentos). Actualmente opción por defecto.

Este es el sistema por defecto en los switches 1900, pero el 2950 no soporta este sistema, aunque éste retransmite muchos mas 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 hayan. Si hay muchos errores, se escoge el sistema Store Forward. Si los errores descienden, se vuelve al método Fragment free

El punto medio entre cut-through y store-and-forward, es el método fragment free cut-through el cuál sólo envía paquetes cuyo largo mínimo es de 64 bytes, y filtra aquellos paquetes cuya longitud es menor que 64 bytes, tales como paquetes corruptos o runt. La diferencia entre éste método y store-and-forward es que de todas formas puede enviar paquetes corruptos aún cuando ellos sean mayores que 64 bytes.


-Principio de operación:
1.- Se almacenan los primeros 64 bytes de la trama.
2.- Se checa que no hayan errores de formato.
3.- Se verifica la tabla de direcciones MAC (Look up Table).
4.- Basado en el punto 3, el Switch envía el frame a su destino.

-Ventajas

La mayoría de los errores ocurren en los primeros 64 bytes
Filtra los Runts y colisiones tardías.
Menor latencia que el método Store&Forward

-Desventajas
Mayor latencia que el método Cut-Through
(Latencia = 64 bytes+ tiempo de procesamiento).
Reenvía tramas con errores de CRC.