De cara a beneficiarse de una reducción en la latencia así como disminuir tanto el consumo como el coste, el número óptimo de puertos de un conmutador ha ido aumentando a lo largo del tiempo. Sin embargo, las arquitecturas tradicionales se han quedado atrás bien por bajo rendimiento o bien por problemas de escalabilidad con el número de puertos. En esta Tesis se propone una nueva arquitectura de conmutador válida para conmutadores de elevado grado llamada Partitioned Crossbar Input Queued (PCIQ). Esta arquitectura resuelve una de los mayores problemas en el diseño de arquitecturas de elevado grado, es decir, el excesivo requerimiento de memoria. Además, ya en términos generales, PCIQ forma una nueva familia de arquitecturas de conmutador. PCIQ se basa en un particionado inteligente del crossbar, dividiéndolo en sub-crossbars, por lo que se requieren menos recursos de memoria que las otras propuestas para conmutadores de elevado grado y que consigue una mayor eficiencia debido en parte a un incremento en la eficiencia de los árbitros empleados en el diseño. En este sentido, PCIQ emplea dos árbitros con prioridad rotativa (uno para cada sub-crossbar) que presentan un coste lineal y una respuesta en el tiempo logarítmica conforme aumenta el número de puertos del conmutador. En este trabajo, se muestra que PCIQ tiene un coste (medido en términos de requerimientos de memoria, complejidad del crossbar y complejidad en el arbitraje) similar o incluso menor que organizaciones básicas como CIOQ. Sin embargo, con este reducido coste, PCIQ es capaz de conseguir máxima eficiencia para distribuciones de tráfico uniforme. Otro gran problema a resolver en los conmutadores de elevado grado es el bloqueo por paquete al principio de cola (o HOL en inglés), bloqueo que reduce dramáticamente el rendimiento del conmutador. Las soluciones tradicionales para eliminar el bloqueo por HOL están basadas en Virtual Output Queueing (VOQ), pero dado que en nuestro caso el número de puertos es elevado, estas soluciones están totalmente descartadas. En esta Tesis se propone una técnica de control de la congestión que elimina el bloqueo por HOL llamada RECN-IQ. RECN-IQ está diseñada para conmutadores con memorias sólo a la entrada y es una técnica altamente eficiente y sencilla de implementar, con unos requerimientos extras de memoria mínimos. Además introduce una técnica novedosa basada en estadística para detectar congestión empleando tan sólo una cola por puerto de entrada en el conmutador. La combinación de la arquitectura PCIQ con RECN-IQ para eliminar el bloqueo por HOL es descrita y evaluada en esta Tesis. Esta combinación se conoce como PCIQ-Enhanced y une los beneficios del particionado del crossbar en cuanto a la reducción de memoria con la potencia de una técnica de control de la congestión que elimina el bloqueo por HOL, obteniéndose máximas prestaciones bajo cualquier tipo de tráfico. Esta nueva técnica de control de la congestión, RECN-IQ, se describe en profundidad en esta Tesis. La idea detrás de RECN-IQ es que, partiendo de un conmutador sencillo con memoria sólo a la entrada, se añaden unas pocas colas extra que son manejadas dinámicamente para colocar los paquetes congestionados. La congestión se detecta tan pronto como el bloqueo por HOL comienza a aparecer, de modo que es inmediatamente separada del flujo normal y puesta en esas colas extra llamadas SAQs. Para probar que el mecanismo RECN-IQ elimina completamente el bloqueo por HOL y que es viable su implementación en cualquier arquitectura de conmutador con colas sólo a la entrada, en esta Tesis se propone su aplicación a un conmutador simple de este tipo. Para ello se describe todo elemento funcional y estructura lógica (y de memoria) requerido para la implementación de RECN-IQ. Los resultados prueban que, mediante el uso de RECN-IQ sobre una arquitectura de conmutador básica, la red se beneficia de conmutadores de bajo coste y alta eficiencia bajo cualquier tipo de tráfico o circunstancias de la red. Esto otorga a la red un comportamiento previsible y estable en rendimiento, sin caídas en productividad debidas a la congestión.