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Comparación de la conmutación de almacenamiento y reenvío vs la conmutación de corte

Margaret

Traductor Don Juan
4 de junio de 2021

Los switches de capa 2 suelen ser los responsables de transportar los datos en la capa de enlace de datos (capa 2 de OSI) y de realizar la comprobación de errores en cada trama transmitida y recibida. Los switches de capa 2 reenvían las tramas o los paquetes utilizando dirección MAC. Durante este proceso, hay tres modos de conmutación Ethernet comunes: la conmutación de corte, conmutación libre de fragmentos y conmutación de almacenamiento y reenvío. En este artículo realizaremos la comparación entre la conmutación de almacenamiento y reenvío y la conmutación de corte.

Perspectiva general de la conmutación de almacenamiento y reenvío y de la conmutación de corte

Una trama completa consta de varias partes: el preámbulo, la dirección MAC de destino, la MAC de origen, los datos del usuario y la secuencia de verificación de trama (FCS, frame check sequence). Cada modo de conmutación reconoce partes diferentes antes de proceder al reenvío.

Estructura de un marco de datos completo

Conmutación de almacenamiento y reenvío

Como su nombre indica, la conmutación de almacenamiento y reenvío (store-and-forward switching) esperará hasta que la trama completa haya llegado antes de reenviarla. A continuación, el switch LAN almacenará cada trama completa en la memoria intermedia (buffer) del switch y comprobará los errores antes de tomar una decisión de reenvío. La verificación de redundancia cíclica (CRC, cyclic redundancy check) utiliza una fórmula matemática basada en el número de bits (1s) de la trama para comprobar la trama recibida. Si no hay errores, la trama se reenvía a la dirección de destino. En caso contrario, la trama corrupta será descartada. Este proceso garantiza un alto nivel de tráfico de red sin errores, ya que la red de destino no se verá afectada por las tramas corruptas.

Conmutación de almacenamiento y reenvío

¿Qué es conmutación de corte?

La conmutación por metodo de corte no incluye la comprobación de errores CRC, por tanto, las tramas se reenviarán a los switches receptores tanto si tienen errores como si no. El dispositivo receptor tendrá que efectuar el proceso de comprobación de errores para garantizar una transmisión sin errores. Para compensar los inconvenientes de la conmutación de corte, se aplica la conmutación libre de fragmentos, que descartará las tramas de longitud inferior a 64 bytes y reducirá las colisiones tardías en la transmisión de datos. En comparación con la conmutación de almacenamiento y reenvío, la conmutación de corte es más sencilla. Cuando los switches reciben la trama, proceden a buscar los primeros 6 bytes de la trama que siguen al preámbulo. A continuación, el switch LAN comprobará la dirección MAC de destino en su tabla de conmutación, determinará el puerto de interfaz de salida y reenviará la trama a su destino.

Conmutación de corte

Conmutación de almacenamiento y reenvío vs conmutación de corte

Independientemente del modo de conmutación que utilicen los switches de capa 2, la decisión de reenvío se basa en la dirección MAC de destino dentro de los paquetes o las tramas de datos. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre estos dos modos de conmutación? He aquí una sencilla comparación.

Conmutación de almacenamiento y reenvío Conmutación de corte
Soporta la comprobación de errores. A través de la verificación de redundancia cíclica, se descartarán las tramas de menos de 64 bytes de longitud (fragmentos de colisión) o de más de 1518 bytes de longitud (gigantes).
Reenvío libre de errores. Las tramas defectuosas serán desechadas antes del reenvío.
Soporta el buffering automático. Las tramas enteras serán almacenadas.
El tiempo de espera (latencia del switch) es un poco largo. Almacenar la trama entera en el switch tarda lo suyo.
Transmisión sin errores de alto nivel.
Las tramas inválidas existen. Las tramas Ethernet con o sin errores serán reenviadas al puerto de destino si se reconocen sus 6 primeros bytes.
Las tramas defectuosas también serán reenviadas, lo que causará muchas tramas de error.
El tiempo de espera (latencia del switch) es corto porque el switch no almacenará las tramas ni los paquetes enteros.

De la comparación, podemos sacar la conclusión de que la principal ventaja de la conmutación almacenamiento y reenvío es la gran calidad de transmisión del tráfico. Mientras que la conmutación de corte destaca por su baja latencia. En la mayoría de las redes empresariales, la diferencia de latencia entre estos dos modos de conmutación es insignificante, ya que se mide en decenas de milisegundos. Sin embargo, en algunas aplicaciones, la latencia de la red es una consideración crítica, a menudo más crítica que el rendimiento general de la red en aplicaciones de servicios financieros como la negociación de alta frecuencia. Por eso los switches de Cisco recuperan la conmutación Ethernet de corte. Por lo tanto, a la hora de comprar un switch Ethernet, además de tener en cuenta el rendimiento, la densidad de puertos y el costo, también hay que tener en cuenta el modo de conmutación Ethernet.

¿Cómo se configura el modo de conmutación Ethernet?

Muchos switches de capa 2 del mercado actual utilizan el modo de conmutación de almacenamiento y reenvío por defecto para garantizar una transmisión de tráfico de datos de alta calidad. Sin embargo, este modo de conmutación no es adecuado para todas las aplicaciones: se desaconseja especialmente en entornos de baja latencia, como la computación de alto rendimiento. En su lugar, los usuarios pueden configurar que todas las interfaces utilicen la conmutación de corte. Tomemos como ejemplo el switch SFP de acceso S5800-48F4S de 1GbE de FS.COM: este switch lleva la conmutación de almacenamiento y reenvío activada por defecto, si quieres habilitar la conmutación de corte, tienes que seguir este procedimiento.

Comando o acción Finalidad
Paso 1 S5800-48F4S# configure terminal Entra en el modo de configuración global.
Paso 2 S5800-48F4S(config)# cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G | 1G-10G-100G | 1G-10G-40G) Habilita el modo de conmutación de corte. El modo 10G-40G-100G se activa por defecto. También se pueden configurar los modos 1G-10G-100G y 1G-10G-40G.
Paso 3 S5800-48F4S# write Guarda el cambio persistentemente.

En caso de que quieras volver a habilitar el modo de conmutación de almacenamiento y reenvío, solo tendrás que cambiar el comando «cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G|1G-10G-100G|1G-10G-40G)» por «no cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G|1G-10G-100G|1G-10G-40G)» y este modo se activará de nuevo.

Resumen

En este artículo se han comparado la conmutación de almacenamiento y reenvío y la conmutación de corte, además se ha ofrecido un ejemplo de configuración. Estos dos modos son importantes en los switches de capa 2, cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas en la transmisión del tráfico de datos. En numerosas aplicaciones de centros de datos, la elección del tipo de switch Ethernet no solo se basa en las características de baja latencia, hay otros factores a tener en cuenta, como el rendimiento y la función.

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