¿Cómo mejora el cambio de ethernet el rendimiento general de una red?

En una red Ethernet tradicional, todos los dispositivos conectados a la red comparten un solo canal de comunicación (un “segmento”); cuando un dispositivo desea transmitir, todos los demás dispositivos en el segmento deben estar en silencio. Dos o más dispositivos que intentan transmitir al mismo tiempo es una colisión; ninguno de ellos llega a transmitir y ambos deben “retroceder” e intentar nuevamente más tarde. Cuantos más dispositivos haya en una red, y cuanto más quieran hablar, es más probable que ocurran colisiones y menos eficiente será la red.

Lo que hacen los conmutadores es dividir la red en muchos segmentos más pequeños. De hecho, en una red totalmente conmutada, cada dispositivo estará en un segmento que comparte solo con el conmutador al que está conectado inmediatamente, lo que significa que el único momento en que no puede transmitir es cuando realmente está recibiendo una transmisión (e incluso esta limitación puede eliminarse mediante una mejora adicional llamada “full-duplex”). El conmutador actúa como intermediario, conectando segmentos entre sí (ya sea eléctricamente, bajo conmutación de corte, que rara vez se ve hoy en día, o lógicamente, utilizando la conmutación de almacenamiento y reenvío) según sea necesario para permitir que las tramas se transiten del remitente al receptor previsto

Básicamente, esto significa que si tiene cuatro hosts, A, B, C y D, y A y B están teniendo una conversación, y C y D están teniendo una conversación, en una red no conmutada, las conversaciones entre A y B y entre C y D tendrán que compartir el segmento común, y se producirán colisiones entre ellos, reduciendo el rendimiento efectivo total de ambas conversaciones. El rendimiento total estará limitado por el ancho de banda del segmento compartido común, y se reducirá aún más debido a colisiones. Pero en una red conmutada, estas dos conversaciones se llevarán a cabo independientemente una de la otra, y el conmutador las mantendrá separadas. Cada conversación continuará con el ancho de banda completo de los segmentos separados individuales en los que se encuentran los hosts. Por lo tanto, en este escenario, el conmutador ha aumentado el rendimiento total de la red (medido en todas las conversaciones concurrentes) y, por lo tanto, ha aumentado su rendimiento.

Por supuesto, la mayoría de los ingenieros de redes modernos nunca han usado un concentrador, y nunca han tenido que administrar una red que usara segmentos semidúplex compartidos o lidiara con colisiones (o peor, jabber), por lo que realmente no saben lo que ‘ Hoy en día, los conmutadores son absolutamente universales en tecnología de red.

Un hub es un repetidor multipuerto. Un interruptor es un puente multipuerto. Lea eso nuevamente y asegúrese de que se hunda. El tráfico entrante en un concentrador se repite en todos los demás puertos del concentrador. Los nodos conectados al concentrador deben procesar (ignorar) el tráfico que no está vinculado a ellos. Un conmutador “aprende” qué nodos están disponibles en qué puertos. Esto crea una tabla CAM; por lo que la dirección MAC de cada nodo se correlaciona con el puerto del conmutador. Con esta tabla CAM, el tráfico entre dos nodos solo pasa a través de puertos de conmutador relacionados con esos dos nodos. Ninguno de los otros puertos replica el tráfico y, por lo tanto, ninguno de los nodos conectados a esos puertos tiene que procesar (ignorar) el tráfico que no está vinculado a ellos. Esto es mucho más eficiente. Recuerde que Ethernet es CSMA / CD (operador detecta el acceso múltiple con detección de colisión) Dado que un conmutador crea estos enlaces “privados” entre dos nodos, ya no existe el potencial de colisión de tráfico que requiere que los nodos “retrocedan” y se reenvíen. Básicamente, ya no es una “línea compartida” para usar una analogía telefónica antigua. Cada comunicación entre dos nodos conectados al conmutador es privada y no se ve afectada por la comunicación de otros nodos.

Un conmutador es un puente multipuerto … así que primero déjame decirte cómo funcionan los puentes de red.
Un puente de red es un dispositivo de red de computadora que crea una red agregada única a partir de múltiples redes de comunicación o segmentos de red.
Digamos que tengo 50 nodos en mi LAN … pero 10 nodos se comunican constantemente con cada uno enviando muchos datos … Su comunicación ralentizará mi LAN para los 50 nodos … así que para hacer que mi red sea más robusta, tomaría esos 10 nodos y ponerlos detrás de un puente / interruptor. Ahora, cuando estos 10 nodos se comuniquen entre sí, no interrumpirán los otros 40 nodos en mi red. Un puente puede enrutar paquetes a través de la DIRECCIÓN MAC a través de una tabla que crea, por lo que estos nodos no tienen que usar el enrutador principal para enrutar paquetes y los únicos segmentos que se usan están en ese lado del puente.
Para su información … un Hum es un dispositivo tonto … toma un paquete y lo transmite en todos los segmentos … pero es una forma de agregar más nodos a su red, de manera lenta.
Los conmutadores son dispositivos inteligentes … por qué, debido a que son puentes multipuerto, cada puerto en un conmutador es su propio dominio de colisión … lo que significa que los nodos en este segmento solo colisionarán con otros nodos en este segmento … no los otros segmentos.
Y cuando un Switch / Bridge recibe un paquete, sabe exactamente qué nodo le da también … no se transmite en otros segmentos.
Entonces, su red puede manejar más nodos y es más eficiente al enviar paquetes y eliminar dominios de colisión para esos nodos.

respuesta super simplificada:

una red es como la carretera, tiene muchos paquetes / autos corriendo en ella.

¿Cómo mejora el paso elevado el rendimiento general del sistema de carreteras? 🙂

El interruptor es como el paso elevado: uno puede comunicarse sin colisión.

y sin interruptor, solo tiene una encrucijada : hay que esperar o se producirá una colisión