Redes ce conmutación y sus tipos Dominio de broadcast y colisiones

1. CLASES DE REDES
Contenido
1. REDES DE CONMUTACIÓN......................................................................................................... 2
1.1 CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS ................................................................................................ 2
Ventajas ..................................................................................................................................... 2
Desventajas................................................................................................................................ 2
1.2 CONMUTACIÓN DE MENSAJES................................................................................................ 3
Ventajas ..................................................................................................................................... 3
Desventajas................................................................................................................................ 3
1.3 CONMUTACIÓN DE PAQUETES ............................................................................................... 3
Modos de conmutación............................................................................................................. 4
Ventajas ..................................................................................................................................... 4
Desventajas................................................................................................................................ 4
2. DOMINIO DE BROADCAST Y COLISIONES ................................................................................. 5
2.1 Dominio de Colisión ................................................................................................................. 5
2.2 Dominio Broadcast................................................................................................................... 6
2.3 Dominios de Colisión y de Broadcast....................................................................................... 6

2. 1. TIPOS DE CONMUTACIÓN
La conmutación de circuitos es un tipo de conexión que realizan los diferentes nodos de
una red para lograr un camino apropiado para conectar dos usuarios de una red de
telecomunicaciones.
1.1 CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS
En la conmutación de circuitos los equipos de conmutación deben establecer un camino
físico entre los medios de comunicación previa a la conexión entre los usuarios. Este camino
permanece activo durante la comunicación entre los usuarios, liberándose al terminar la
comunicación. Ejemplo: red telefónica conmutada. Su funcionamiento pasa por las
siguientes etapas: solicitud, establecimiento, transferencia de datos y liberación de
conexión.
Ventajas
 La transmisión se realiza en tiempo real, siendo adecuado para comunicación de
voz y video.
 Acaparamiento de recursos. Los nodos que intervienen en la comunicación
disponen en exclusiva del circuito establecido mientras dura la sesión.
 No hay contención. Una vez que se ha establecido el circuito las partes pueden
comunicarse a la máxima velocidad que permita el medio, sin compartir el ancho
de banda ni el tiempo de uso.
 El circuito es fijo. Dado que se dedica un circuito físico específicamente para esa
sesión de comunicación, una vez establecido el circuito no hay pérdidas de tiempo
calculando y tomando decisiones de encaminamiento en los nodos intermedios.
Cada nodo intermedio tiene una sola ruta para los paquetes entrantes y salientes
que pertenecen a una sesión específica.
 Simplicidad en la gestión de los nodos intermedios. Una vez que se ha establecido
el circuito físico, no hay que tomar más decisiones para encaminar los datos entre
el origen y el destino.
Desventajas
 Retraso en el inicio de la comunicación. Se necesita un tiempo para realizar la
conexión, lo que conlleva un retraso en la transmisión de la información.
 Acaparamiento (bloqueo) de recursos. No se aprovecha el circuito en los instantes
de tiempo en que no hay transmisión entre las partes. Se desperdicia ancho de
banda mientras las partes no están comunicándose.
 El circuito es fijo. No se reajusta la ruta de comunicación, adaptándola en cada
posible instante al camino de menor costo entre los nodos. Una vez que se ha
establecido el circuito, no se aprovechan los posibles caminos alternativos con
menor coste que puedan surgir durante la sesión.
 Poco tolerante a fallos. Si un nodo intermedio falla, todo el circuito se viene abajo.
Hay que volver a establecer conexiones desde el principio.

3. 1.2 CONMUTACIÓN DE MENSAJES
Este método era el usado por los sistemas telegráficos, siendo el más antiguo que existe.
Para transmitir un mensaje a un receptor, el emisor debe enviar primero el mensaje
completo a un nodo intermedio el cual lo encola en la cola donde almacena los mensajes
que le son enviados por otros nodos. Luego, cuando llega su turno, lo reenviará a otro y
éste a otro y así las veces que sean necesarias antes de llegar al receptor. El mensaje deberá
ser almacenado por completo y de forma temporal en el nodo intermedio antes de poder
ser reenviado al siguiente, por lo que los nodos temporales deben tener una gran capacidad
de almacenamiento.
Ventajas
 Se multiplexan mensajes de varios procesos hacia un mismo destino, y viceversa,
sin que los solicitantes deban esperar a que se libere el circuito.
 El canal se libera mucho antes que en la conmutación de circuitos, lo que reduce el
tiempo de espera necesario para que otro remitente envíe mensajes.
 No hay circuitos ocupados que estén inactivos. Mejor aprovechamiento del canal.
 Si hay error de comunicación se retransmite una menor cantidad de datos.
Desventajas
 Se añade información extra de encaminamiento (cabecera del mensaje) a la
comunicación. Si esta información representa un porcentaje apreciable del tamaño
del mensaje el rendimiento del canal (información útil/información transmitida)
disminuye.
 Mayor complejidad en los nodos intermedios:
o Ahora necesitan inspeccionar la cabecera de cada mensaje para tomar
decisiones de encaminamiento.
o También deben examinar los datos del mensaje para comprobar que se ha
recibido sin errores.
o También necesitan disponer de memoria (discos duros) y capacidad de
procesamiento para almacenar, verificar y retransmitir el mensaje
completo.
 Sigue sin ser viable la comunicación interactiva entre los terminales.
 Si la capacidad de almacenamiento se llena y llega un nuevo mensaje, no puede ser
almacenado y se perderá definitivamente.
 Un mensaje puede acaparar una conexión de un nodo a otro mientras transmite un
mensaje, lo que lo incapacita para poder ser usado por otros nodos.
 Es lenta.
1.3 CONMUTACIÓN DE PAQUETES
El emisor divide los mensajes a enviar en un número arbitrario de paquetes del mismo
tamaño, donde adjunta una cabecera y la dirección origen y destino así como datos de
control que luego serán transmitidos por diferentes medios de conexión entre nodos
temporales hasta llegar a su destino. Este método de conmutación es el que más se utiliza
en las redes de ordenadores actuales.

4. Al igual que en la conmutación de mensajes, los nodos temporales almacenan los paquetes
en colas en sus memorias que no necesitan ser demasiado grandes.
Modos de conmutación
 Circuito virtual:
o Cada paquete se encamina por el mismo circuito virtual que los anteriores.
o Por tanto, se controla y asegura el orden de llegada de los paquetes a
destino.
Exiten 2 tipos:
 PVC (Permanent Virtual Circuit, Circuito Virtual Permanente): se establece
un único camino para todos los envíos.
 SVC (Switched Virtual Circuit, Circuito Virtual Conmutado): se establece un
nuevo camino en el siguiente envío.
 Datagrama
o Cada paquete se encamina de manera independiente de los demás.
o Por tanto, la red no puede controlar el camino seguido por los paquetes, ni
asegurar el orden de llegada a destino.
Ventajas
 Si hay error de comunicación, se retransmite una cantidad de datos aún menor que
en el caso de mensajes.
 En caso de error en un paquete, solo se reenvía ese paquete, sin afectar a los demás
que llegaron sin error.
 Comunicación interactiva. Al limitar el tamaño máximo del paquete, se asegura que
ningún usuario pueda monopolizar una línea de transmisión durante mucho tiempo
(microsegundos), por lo que las redes de conmutación de paquetes pueden manejar
tráfico interactivo.
 Aumenta la flexibilidad y rentabilidad de la red.
o Se puede alterar sobre la marcha el camino seguido por una comunicación
(por ejemplo, en caso de avería de uno o más enrutadores).
o Se pueden asignar prioridades a los paquetes de una determinada
comunicación. Así, un nodo puede seleccionar, de entre su cola de paquetes
en espera de ser transmitidos, aquellos que tienen mayor prioridad.
Desventajas
 Mayor complejidad en los equipos de conmutación intermedios, que necesitan
mayor velocidad y capacidad de cálculo para determinar la ruta adecuada en cada
paquete.
 Duplicidad de paquetes. Si un paquete tarda demasiado en llegar a su destino, el
host receptor(destino) no enviara el acuse de recibo al emisor, por el cual el host
emisor al no recibir un acuse de recibo por parte del receptor este volverá a

5. retransmitir los últimos paquetes del cual no recibió el acuse, pudiendo haber
redundancia de datos.
 Si los cálculos de encaminamiento representan un porcentaje apreciable del tiempo
de transmisión, el rendimiento del canal (información útil/información transmitida)
disminuye.
2. DOMINIO DE BROADCAST Y COLISIONES
Una colisión en ethernet es el resultado, de dos nodos que transmiten de forma
simultánea. Las tramas (agrupación lógica de información que se envía a través de un
medio de transmisión) como una unidad de capa de enlace de datos a través de cada uno
de los dispositivos chocan y se dañan cuando se encuentran en el medio físico.
Un Broadcast es un paquete de datos que se envían a todos los nodos de la red. Los
broadcast se identifican a través de una dirección de broadcast (dirección especial que se
reserva para enviar un mensaje para todas las estaciones)
Una importante desventaja de las redes Ethernet 802.3 son las colisiones. Las colisiones se
producen cuando dos hosts transmiten tramas de forma simultánea. Cuando se produce
una colisión, las tramas transmitidas se dañan o se destruyen. Los hosts transmisores
detienen la transmisión por un período aleatorio, conforme a las reglas de Ethernet 802.3
de CSMA/CD (del inglés Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection o en español,
Acceso Múltiple con Escucha de Portadora y Detección de Colisiones, es un algoritmo de
acceso al medio compartido)
Dado que Ethernet no tiene forma de controlar cuál será el nodo que transmitirá en
determinado momento, sabemos que cuando más de un nodo intente obtener acceso a la
red, se producirán colisiones. La solución de Ethernet para las colisiones no tiene lugar de
manera instantánea. Además, los nodos que estén involucrados en la colisión no podrán
dar comienzo a la transmisión hasta que se resuelva el problema. Cuanto mayor sea la
cantidad de nodos que se agreguen a los medios compartidos, mayor será la posibilidad de
que se produzcan colisiones
2.1 Dominio de Colisión
Un dominio de colisión en ethernet, el área de la red dentro del cual las tramas que ha
sufrido colisiones se propagan, los repetidores y los hubs propagan las colisiones; los
switches, los puentes y los routers no.
El área de red donde se originan las tramas y se producen las colisiones se denomina
dominio de colisiones. Todos los entornos de los medios compartidos, como aquellos
creados mediante el uso de hubs, son dominios de colisión. Cuando un host se conecta a
un puerto de switch, el switch crea una conexión dedicada. Esta conexión se considera
como un dominio de colisiones individual, dado que el tráfico se mantiene separado de
cualquier otro y, por consiguiente, se eliminan las posibilidades de colisión.

6. Los switches reducen las colisiones y permiten una mejor utilización del ancho de banda en
los segmentos de red, ya que ofrecen un ancho de banda dedicado para cada segmento de
red.
2.2 Dominio Broadcast
Dominio de Broadcast es un conjunto de todos los dispositivos que reciben tramas de
broadcast que se originan en cualquier dispositivo del conjunto. Los conjuntos de broadcast
generalmente están limitados por routers dado que los router no envían tramas de
broadcast.
Si bien los switches filtran la mayoría de las tramas según las direcciones MAC, no hacen lo
mismo con las tramas de broadcast. Para que otros switches de la LAN obtengan tramas de
broadcast, éstas deben ser reenviadas por switches. Una serie de switches interconectados
forma un dominio de broadcast simple. Sólo una entidad de Capa 3, como un router o una
LAN virtual (VLAN), puede detener un dominio de broadcast de Capa 3. Los routers y las
VLAN se utilizan para segmentar los dominios de colisión y de broadcast.
Cuando un switch recibe una trama de broadcast la reenvía a cada uno de sus puertos
excepto al puerto entrante en el que el switch recibió esa trama. Cada dispositivo
conectado reconoce la trama de broadcast y la procesa. Esto provoca una disminución en
la eficacia de la red dado que el ancho de banda se utiliza para propagar el tráfico de
broadcast.
Cuando se conectan dos switches, el dominio de broadcast aumenta.
2.3 Dominios de Colisión y de Broadcast
Las LAN se segmentan en varios dominios de broadcast y de colisión más pequeños
mediante el uso de routers y switches. Anteriormente se utilizaban los puentes pero no
suele verse este tipo de equipos de red en una moderna LAN conmutada. La figura muestra
los routers y switches que segmentan una LAN.
Fig. 1: Dominio de Colisión sin control

7. Aunque el switch reduce el tamaño de los dominios de colisión, todos los hosts conectados
al switch pertenecen al mismo dominio de broadcast. Los routers pueden utilizarse para
crear dominios de broadcast, ya que no reenvían tráfico de broadcast predeterminado. Si
se crean pequeños dominios de broadcast adicionales con un router, se reducirá el tráfico
de broadcast y se proporcionará mayor disponibilidad de ancho de banda para las
comunicaciones unicast. Cada interfaz del router se conecta a una red individual que
contiene tráfico de broadcast dentro del segmento de la LAN en el que se originó.
Fig. 2: Dominio de Broadcast con Control
Fig. 3: Dominio de Colisión con Control