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22 de julio de 2013

Métodos de Conmutación


En redes pequeñas, e inclusos en muchos datacenter, no se tienen en cuentan los métodos de conmutación empleados por los routers, sin embargo cuando hablamos de grandes ISP que luchan por reducir al mínimo los milisegundos de conmutación para entregar los paquetes con la mayor rapidez y eficacia posible, sí tiene sentido estudiar y decidir qué método de conmutación emplear en cada uno de los routers.

Por tanto en la entrada de hoy vamos a ver los tres métodos de conmutación existentes en los routers Cisco, siendo los dos primeros “estándares” que han sido adoptados por la mayoría de fabricantes, mientras que el tercer método es propietario de Cisco que disminuye considerablemente los tiempos de conmutación.


Este método de conmutación es ejecutado por software y utiliza de manera intensa la CPU ya que realiza una búsqueda de la IP destino en la tabla de enrutamiento por cada paquete, además debe construir la cabecera de capa 2 por cada paquete. Por tanto este método es ineficiente en routers con grandes tablas de enrutamiento, principalmente porque tiene que recorrer la tabla de enrutamiento en cada conmutación.


Este método de conmutación es mucho más eficiente que el anterior ya que tan solo consulta la tabla de enrutamiento en la conmutación del primer paquete, posteriormente almacena en una memoria caché la dirección IP de destino junto a la interfaz de salida. Así que aunque la conmutación del primer paquete se realice por software y se utilice la CPU, la conmutación de los siguientes paquetes será mucho más rápida al utilizar la memoria caché.


Mediante este método, la conmutación es mucho más rápida ya que no utiliza en ningún momento la CPU, la conmutación se realiza siempre por hardware y no es necesario recorrer la tabla de enrutamiento. Para ello mantiene dos tablas, la tabla FIB (Forwarding Informatión Base) y la tabla de adyacencias. La tabla FIB tiene una estructura generada para realizar búsquedas lo más rápido posible, en esta tabla no aparecen orígenes, protocolos de enrutamiento, etc, es decir, tan solo aparece lo estrictamente necesario para realizar la conmutación. Como salida de la tabla FIB tenemos un puntero al next-hop en la tabla de adyacencias, esta tabla es parecida a la tabla ARP, sin embargo está compuesta por la cabecera de capa 2 y la interfaz de salida. En definitiva, este método de conmutación es el más rápido de los tres al realizar la conmutación de todos los paquetes por hardware. En la siguiente imagen podemos ver el flujo que sigue el método de conmutación CEF.

 
Así que es interesante conocer los diferentes métodos de conmutación disponibles en los routers para poder aprovechar al máximo su capacidad de conmutación. Mientras que en equipamiento Cisco deberíamos comprobar que esté habilitado CEF, en otros fabricantes también deberíamos revisar y habilitar cuál es su método de conmutación por hardware.

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