Un puente de red es un dispositivo de red de computadoras que crea una red única y agregada a partir de múltiples redes de comunicación o segmentos de red . Esta función se llama puente de red . [1] El puente es distinto del enrutamiento . El enrutamiento permite que varias redes se comuniquen de forma independiente y aún así permanezcan separadas, mientras que el puente conecta dos redes separadas como si fueran una sola red. [2] En el modelo OSI , el puente se realiza en la capa de enlace de datos (capa 2). [3] Si uno o más segmentos de la red puenteada son inalámbricos , el dispositivo se conoce como puente inalámbrico .
Los principales tipos de tecnologías de puenteo de red son el puente simple, el puente multipuerto y el puente transparente o de aprendizaje. [4] [5]
El puente transparente utiliza una tabla llamada base de información de reenvío para controlar el reenvío de tramas entre segmentos de red. La tabla comienza vacía y se agregan entradas a medida que el puente recibe tramas. Si no se encuentra una entrada de dirección de destino en la tabla, la trama se reenvía a todos los demás puertos del puente, inundando la trama a todos los segmentos excepto aquel desde el que se recibió. Por medio de estas tramas inundadas, un host en la red de destino responderá y se creará una entrada en la base de datos de reenvío. En este proceso se utilizan direcciones de origen y de destino: las direcciones de origen se registran en entradas de la tabla, mientras que las direcciones de destino se buscan en la tabla y se relacionan con el segmento adecuado al que enviar la trama. Digital Equipment Corporation (DEC) desarrolló originalmente la tecnología en la década de 1980. [6]
En el contexto de un puente de dos puertos, la base de información de reenvío puede verse como una base de datos de filtrado. Un puente lee la dirección de destino de una trama y decide reenviarla o filtrarla. Si el puente determina que el host de destino está en otro segmento de la red, reenvía la trama a ese segmento. Si la dirección de destino pertenece al mismo segmento que la dirección de origen, el puente filtra la trama evitando que llegue a la otra red donde no es necesaria.
El puente transparente también puede funcionar en dispositivos con más de dos puertos. Como ejemplo, considere un puente conectado a tres hosts, A, B y C. El puente tiene tres puertos. A está conectado al puerto 1 del puente, B está conectado al puerto 2 del puente, C está conectado al puerto 3 del puente. A envía una trama dirigida a B al puente. El puente examina la dirección de origen de la trama y crea una entrada de dirección y número de puerto para el host A en su tabla de reenvío. El puente examina la dirección de destino de la trama y no la encuentra en su tabla de reenvío, por lo que la inunda (difunde) a todos los demás puertos: 2 y 3. La trama es recibida por los hosts B y C. El host C examina la dirección de destino. e ignora el marco porque no coincide con su dirección. El host B reconoce una coincidencia de dirección de destino y genera una respuesta a A. En la ruta de regreso, el puente agrega una entrada de dirección y número de puerto para B a su tabla de reenvío. El puente ya tiene la dirección de A en su tabla de reenvío, por lo que reenvía la respuesta sólo al puerto 1. El host C o cualquier otro host en el puerto 3 no están cargados con la respuesta. Ahora es posible la comunicación bidireccional entre A y B sin más inundaciones en la red. Ahora, si A envía una trama dirigida a C, se utilizará el mismo procedimiento, pero esta vez el puente no creará una nueva entrada en la tabla de reenvío para la dirección/puerto de A porque ya lo ha hecho.
El puente se denomina transparente cuando el formato de la trama y su direccionamiento no cambian sustancialmente. Se requiere un puente no transparente, especialmente cuando los esquemas de direccionamiento de tramas en ambos lados de un puente no son compatibles entre sí, por ejemplo, entre ARCNET con direccionamiento local y Ethernet que utiliza direcciones MAC IEEE , lo que requiere traducción. Sin embargo, la mayoría de las veces estas redes incompatibles se enrutan entre ellas, no en puente.
Un puente simple conecta dos segmentos de red, generalmente operando de manera transparente y decidiendo cuadro por cuadro si se reenvía o no de una red a la otra. Generalmente se utiliza una técnica de almacenamiento y reenvío de manera que, como parte del reenvío, se verifica la integridad de la trama en la red de origen y los retrasos CSMA/CD se adaptan a la red de destino. A diferencia de los repetidores, que simplemente amplían la luz máxima de un segmento, los puentes sólo adelantan los marcos necesarios para cruzar el puente. Además, los puentes reducen las colisiones al crear un dominio de colisión separado a cada lado del puente.
Un puente multipuerto conecta múltiples redes y opera de manera transparente para decidir, cuadro por cuadro, si se reenvía el tráfico. Además, un puente multipuerto debe decidir hacia dónde reenviar el tráfico. Al igual que el puente simple, un puente multipuerto normalmente utiliza operaciones de almacenamiento y reenvío. La función de puente multipuerto sirve como base para los conmutadores de red .
La base de información de reenvío almacenada en la memoria direccionable por contenido (CAM) está inicialmente vacía. Para cada trama Ethernet recibida , el conmutador aprende de la dirección MAC de origen de la trama y la agrega junto con un identificador de interfaz a la base de información de reenvío. Luego, el conmutador reenvía la trama a la interfaz que se encuentra en el CAM según la dirección MAC de destino de la trama. Si se desconoce la dirección de destino, el conmutador envía la trama a todas las interfaces (excepto la interfaz de entrada). Este comportamiento se denomina inundación de unidifusión .
Una vez que un puente aprende las direcciones de sus nodos conectados, reenvía tramas de capa de enlace de datos utilizando un método de reenvío de capa 2. Hay cuatro métodos de reenvío que puede utilizar un puente, de los cuales, del segundo al cuarto, se utilizan métodos que aumentan el rendimiento cuando se utilizan en productos de conmutación con los mismos anchos de banda de puerto de entrada y salida:
Shortest Path Bridging (SPB), especificado en el estándar IEEE 802.1aq y basado en el algoritmo de Dijkstra , es una tecnología de redes informáticas destinada a simplificar la creación y configuración de redes, al tiempo que permite el enrutamiento de rutas múltiples . [9] [10] [11] Es un reemplazo propuesto para el protocolo Spanning Tree que bloquea cualquier ruta redundante que pueda resultar en un bucle de conmutación . SPB permite que todas las rutas estén activas con múltiples rutas de igual costo. SPB también aumenta la cantidad de VLAN permitidas en una red de capa 2. [12]
TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) es el sucesor del Spanning Tree Protocol, ambos creados por la misma persona, Radia Perlman . El catalizador de TRILL fue un evento en el Centro Médico Beth Israel Deaconess que comenzó el 13 de noviembre de 2002. [13] [14] El concepto de Rbridges [15] [sic] se propuso por primera vez al Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos en el año 2004, [16] quien en 2005 [17] rechazó lo que se conoció como TRILL, y en los años 2006 a 2012 [18] ideó una variación incompatible conocida como Shortest Path Bridging.
Utilizando la VLAN de próxima generación del IEEE, denominada Identificador de interfaz de servicio (I-SID), es capaz de admitir 16 millones de servicios únicos en comparación con el límite de VLAN de cuatro mil.