Curso de Redes Telemáticas. 3.5. Modos de conmutación.

Summary

El guion habla sobre los modos de conmutación en redes y cómo afectan la latencia. Se explica que la latencia depende de la distancia y los saltos a nivel 2, ya que cada dispositivo debe verificar el CRC antes de retransmitir. Se ilustra con ejemplos cómo la conmutación por almacenamiento y reenvío (modo tradicional) aumenta la latencia en comparación con el 'modo atajo' (cut-through), que envía la trama antes de recibirla completa. La evolución de los conmutadores y su influencia en la velocidad y la latencia en diferentes épocas también se discute, destacando la reaparición del 'modo atajo' en conmutadores modernos de alta velocidad.

Takeaways

• 😀 La latencia de una ruta en una red depende de la distancia y del número de saltos a nivel 2 que se realicen.
• 🕒 Cada dispositivo a nivel 2 debe verificar el CRC antes de retransmitir una trama, lo que requiere recibir la trama completa y genera un retardo adicional.
• 🌐 En una red Gigabit Ethernet, el tiempo de transmisión de una trama de la máxima longitud es de 12 microsegundos, y el tiempo de propagación es de medio microsegundo.
• 🚧 El uso de un conmutador intermedio aumenta la latencia en 12 microsegundos, en comparación con una conexión directa de 200 metros.
• 📈 Al atravesar un conmutador en lugar de un cable directo, la latencia casi se duplica debido a los tiempos de transmisión y propagación acumulativos.
• 🔁 Existen dos modos de conmutación: almacenamiento y reenvío (modo tradicional) y el modo 'cut-through' (o atajo), que reduce la latencia al comenzar a transmitir la trama antes de recibirla completa.
• 🚫 El modo 'cut-through' requiere que la interfaz de salida tenga una velocidad igual o menor que la de entrada para evitar la fragmentación de la trama.
• 📉 A medida que aparecieron nuevas velocidades y tecnologías, el modo 'cut-through' fue abandonado en favor del almacenamiento y reenvío, especialmente en interfaces de diferente velocidad.
• 🔄 En los últimos años, con la aparición de conmutadores de alta velocidad y centros de datos, el modo 'cut-through' ha vuelto a ser popular, especialmente en entornos donde todas las interfaces son de la misma velocidad.
• 🛠️ Los conmutadores modernos en centros de datos, como los Nexus de Cisco, pueden operar en modo 'cut-through' para evitar latencia adicional en saltos intermedios, siempre que las velocidades de las interfaces sean compatibles.

Q & A

¿Qué factores afectan la latencia en una red de computadoras?

La latencia en una red de computadoras se ve afectada por la distancia y el número de saltos a nivel 2 que tengamos que realizar para llegar al destino.

¿Qué es el CRC y cómo afecta la latencia en la transmisión de tramas?

El CRC (Código de Detección de Errores Cíclico Redundancia) es una técnica utilizada para detectar errores en la transmisión de datos. Afecta la latencia porque cada equipo a nivel 2 debe comprobar el CRC antes de retransmitir la trama, lo que requiere esperar a recibir la trama completa antes de comenzar a enviarla.

Si se quiere transmitir una trama de un ordenador a otro a través de una red Gigabit Ethernet con cables de 100 metros, ¿cuál es el tiempo de transmisión y propagación?

El tiempo de transmisión para una trama de la longitud máxima sería de 12 microsegundos, y el tiempo de propagación medio microsegundo.

¿Cómo se calcula la latencia total en el ejemplo dado de la red Gigabit Ethernet?

La latencia total se calcula sumando el tiempo de transmisión y el tiempo de propagación. En el ejemplo, si se añade un conmutador intermedio, la latencia aumenta en 12 microsegundos, lo que hace que la latencia total sea de 24,050 microsegundos.

¿Qué sucede si atravesamos tres conmutadores en lugar de uno en la red Gigabit Ethernet?

Al atravesar tres conmutadores, el tiempo de transmisión se multiplica por cuatro, casi duplicando la latencia total, ya que cada conmutador debe almacenar la trama completa, verificar el CRC y luego retransmitirla.

¿Cuál es la diferencia entre el modo de conmutación 'almacenamiento y reenvío' y el 'modo atajo'?

El modo 'almacenamiento y reenvío' es el método tradicional donde el conmutador espera recibir toda la trama antes de retransmitirla. El 'modo atajo', también llamado 'modo cutre', permite comenzar a transmitir la trama antes de recibirla completa, reduciendo así el tiempo total de transmisión.

¿En qué condiciones se puede utilizar el 'modo atajo' en un conmutador?

El 'modo atajo' se puede utilizar cuando la interfaz de salida es de igual o menor velocidad que la de entrada, ya que asegura que haya suficiente 'alimento' para la interfaz de salida sin interrupciones.

¿Por qué se abandonó el 'modo atajo' con el tiempo?

Con la aparición de nuevas velocidades y la diversidad de velocidades en las interfaces de los conmutadores, el 'modo atajo' se volvió menos efectivo y se abandonó a favor del 'modo almacenamiento y reenvío', especialmente en interfaces de diferente velocidad.

¿En qué contexto ha vuelto a aparecer el 'modo atajo' en los últimos años?

El 'modo atajo' ha vuelto a aparecer en computadores de alta velocidad en centros de datos, donde se conectan servidores a alta velocidad y normalmente con todas las interfaces a la misma velocidad, facilitando su uso.

¿Cómo afecta el uso del 'modo atajo' la latencia en los centros de datos modernos?

El uso del 'modo atajo' en centros de datos modernos reduce la latencia adicional causada por los saltos intermedios, mejorando el rendimiento de las redes de alta velocidad.