Redes de Área Local 2024 v1

Para poder interconectar diferentes dispositivos con el estándar Ethernet, y haciendo uso del popular conector RJ-45, es necesario disponer de una serie de dispositivos para conectarlos, concretamente de un switch o de un hub.

El Hub o Switch sería el Centro de una Estrella, ¿pero que diferencias hay entre uno y otro?

Qué es un hub o repetidor.

Lo primero que tenemos que tener claro es que un hub es mucho más simple que un switch, y actualmente ya no se utilizan debido al rendimiento que proporcionan y a las pocas posibilidades de configuración que disponemos. Cuando usamos un hub y un equipo envía una trama de datos a la red, esta trama pasa por el hub, y el propio dispositivo se encarga de enviarlo por todas las bocas de red excepto por donde la ha recibido. Es decir, el hub no sabe a qué equipo va destinado y los envía a todos.

Com esto vemos que una red con HUB, pese a tener una disposicón física del tipo estrella se comporta como si fuera un BUS de formado por un cable Coaxial.

Colisión.

En los HUB , existe una luz que indica cuando hay colisión. ¿Que es una colisión? es lo que sucede cuando dos host intentan transmitir en el mismo momento, ambos paquetes llegan al hub y este no puede procesarlos por separado, así que colisionan, esto se observa en una luz testigo del equipo.

Soluciones: Segmentación.

• con Puentes o Bridges
• con Switchs.
  

Qué es un Switch

Cuando conectamos un equipo a un switch este internamente tiene una CAM (Content Addressable Memory) donde almacena información importante de la red, como las direcciones MAC que hay conectadas en los diferentes puertos físicos y si tenemos alguna VLAN asociada a un determinado puerto.

De esta forma, cuando al switch le llega un paquete de datos de algún equipo, lee el encabezado de datos y sabe a qué equipo va y lo desvía por el puerto correcto, mirando previamente la tabla CAM construida. Es decir, la diferencia es que el hub envía todos los datos que recibe por todos los puertos y el switch lo envía solo al puerto del equipo correcto.

Esquema de un Switch:

Dominio de Colisión.

El dominio de colisión es una división de red que permite que el tráfico fluya hacia adelante y hacia atrás. Un dominio de difusión es un tipo de dominio en el que el tráfico fluye a través de la red. El dominio de colisión se refiere a un conjunto de dispositivos en los que puede producirse una colisión de paquetes.

Pregunta para el alumno: ¿Como diría que es el Dominio de Colisión de un Switch?

Existen dos técnicas para el re-envío de las tramas que llegan.

   1) Conmutación por almacenamiento y envío o  store-and-forward.  El switch recibe toda la trama, calcula el CRC y verifica la longitud de la trama.  Si el CRC y longitud son válidas busca la dirección destino y se envía la trama por el puerto correcto.

    2) Conmutación por corte ó  cut-through .  El switch envía la trama antes de recibirla en su totalidad.  Como mínimo, debe leerse la dirección de destino antes que la trama comience a enviarse.

Ambos tienen pros y contras. Se deja al alumno analizar cada uno.

Tipos de conmutación.

Conmutación simétrica:  A cada puerto del switch se le asigna el mismo ancho de banda.
Conmutación asimétrica:   Se le asigna más ancho de banda al puerto conectado al servidor.  Esto evita que se produzcan cuellos de botella.  Esto requiere buffers de memoria.

Búfer de memoria.

Se utiliza un búfer de memoria para almacenar las tramas. 

Son más abundantes los búffer cuando la conmutación es asimétrica.  Son igualmente necesarios cuando hay congestión en el puerto de destino.

Hay dos tipos de búfer:
Memoria basada en puerto.  Las tramas se almacenan en colas conectadas a puertos de entrada y salida específicos.
Memoria compartida. Todas las tramas están en un búfer comun que comparten todos los puertos del switch.

Switchs Administrables.

Ultimamente en los switch se incorporaron características que van mas allá de las funciones de capa 2, estos son conocidos como Administrables. El acceso es desde una Interface web ( Capa 3, por IP).

Los routers y los switches  Administrables o de Capa 3 utilizan direcciones IP para enrutar un paquete. Los switches LAN o de la Capa 2 envían tramas con base en la información de la dirección MAC. Se puede decir que en la actualidad los términos conmutación de Capa 3 y enrutamiento se utilizan con frecuencia de manera indistinta.

El acceso a los Switchs también se puede hacer por ssh o telnet.

 Diferencias entre Router y Switch

El Router se encarga de reenviar tus paquetes de datos entre distintas redes, por lo general una local o LAN y una externa con un puerto WAN . El router trabaja en Capa 3 , mirando Direcciones IP de Origen y Destino, en base a eso determina una interface de salida para que el paquete llegue a destino. Tiene al menos dos interfaces!!