Un puente de red es un dispositivo de red informática que crea una red única y agregada a partir de múltiples redes de comunicación o segmentos de red . Esta función se denomina puente de red . [1] El puente es distinto del enrutamiento . El enrutamiento permite que varias redes se comuniquen de forma independiente y, sin embargo, 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 puenteo simple, el puenteo multipuerto y el puenteo de aprendizaje o transparente. [4] [5]
El puente transparente utiliza una tabla denominada 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 de base de datos de reenvío. En este proceso se utilizan tanto las direcciones de origen como las 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 combinan con el segmento adecuado al que se enviará la trama. [6] Digital Equipment Corporation (DEC) desarrolló originalmente la tecnología en 1983 [7] y presentó el LANBridge 100 que la implementó en 1986. [8]
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 si 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, impidiendo 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 la trama porque no coincide con su dirección. El host B reconoce una coincidencia de dirección de destino y genera una respuesta para A. En la ruta de retorno, 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 solo al puerto 1. El host C o cualquier otro host en el puerto 3 no se ve afectado por la respuesta. Ahora es posible la comunicación bidireccional entre A y B sin más saturación de 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 se modifican sustancialmente. El puente no transparente es necesario 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 se conectan mediante puentes.
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 modo que, como parte del reenvío, se verifica la integridad de la trama en la red de origen y se tienen en cuenta los retrasos CSMA/CD en la red de destino. A diferencia de los repetidores, que simplemente extienden el alcance máximo de un segmento, los puentes solo reenvían las tramas que se requieren 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 varias redes y funciona de forma transparente para decidir, cuadro por cuadro, si reenviar el tráfico. Además, un puente multipuerto debe decidir a dónde reenviar el tráfico. Al igual que el puente simple, un puente multipuerto normalmente utiliza la operación 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 la CAM en función de la dirección MAC de destino de la trama. Si la dirección de destino es desconocida, 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 la capa de enlace de datos mediante un método de reenvío de capa 2. Hay cuatro métodos de reenvío que puede utilizar un puente, de los cuales los métodos segundo a cuarto fueron métodos que aumentaron el rendimiento cuando se utilizaron 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 por múltiples rutas . [11] [12] [13] 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. [14]
TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) es el sucesor del protocolo Spanning Tree, 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. [15] [16] El concepto de Rbridges [17] [sic] se propuso por primera vez al Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos en el año 2004, [18] quienes en 2005 [19] rechazaron lo que llegó a conocerse como TRILL, y en los años 2006 a 2012 [20] idearon una variación incompatible conocida como Shortest Path Bridging.
Al utilizar la VLAN de próxima generación de IEEE, denominada Identificador de interfaz de servicio (I-SID), es capaz de soportar 16 millones de servicios únicos en comparación con el límite de VLAN de cuatro mil.