¿Qué es un Switch de Red, y cómo funciona?
Para saber qué es un Switch de Red y cómo funciona, es importante tener en cuenta que los switches son dispositivos que conectan segmentos de red, proporcionando una comunicación dúplex completa.
Es decir, sirven para compartir valiosos datos y recursos en la red y un proporciona el uso eficiente del ancho de banda de la red.
Las redes modernas son críticas para cualquier empresa.
Ya que ofrecen aplicaciones empresariales, de mensajería, multimedia y datos clave a usuarios de todo el mundo.
Un elemento fundamental que las redes tienen en común es el switch de red, que ayuda a conectar diversos dispositivos con el fin de compartir recursos dentro de una red de área local (LAN).
¿Qué es un switch de red?
Un switch de red es un dispositivo físico que opera en la capa de enlace de datos del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) – capa 2.
Toma paquetes enviados por dispositivos que están conectados a sus puertos físicos y los reenvía a los dispositivos a los que los paquetes están destinados a llegar.
Los switches también pueden operar en la capa de red (capa 3) donde se produce el enrutamiento.
Son un componente común de las redes basadas en Ethernet, Fiber Channel, Asynchronous Transfer Mode (ATM) e InfiniBand, entre otros.
Sin embargo, la mayoría de los switches actuales utilizan cableado Ethernet.
¿Cómo funciona un switch de red?
Una vez que un dispositivo está conectado a un switch, el conmutador anota su dirección MAC o de control de acceso a medios, que es un código que se incluye en la tarjeta de de red (NIC) del dispositivo.
La tarjeta de Red se conecta a un cable Ethernet y ésta se conecta al switch.
El switch utiliza la dirección MAC para identificar qué paquetes del dispositivo se están enviando y dónde entregarlos.
La dirección MAC identifica el dispositivo físico y no cambia, mientras que la dirección IP de la capa de red (capa 3) se puede asignar dinámicamente a un dispositivo y cambiar con el tiempo.
Cuando un paquete entra en el switch, éste lee su encabezado, luego busca la dirección o direcciones de destino y envía el paquete a través de los puertos apropiados que conducen a los dispositivos de destino.
Para reducir la posibilidad de colisiones entre el tráfico de red que va y viene de un conmutador y un dispositivo conectado al mismo tiempo, la mayoría de los switches ofrecen funcionalidad dúplex completo.
En la función Full Dúplex los paquetes que salen y van a un dispositivo, tienen acceso a todo el ancho de banda de la conexión del switch.
Si bien es cierto que la mayoría de los switches operan en la Capa 2, también pueden operar en la Capa 3, lo cual es necesario para que admitan LAN virtuales (VLAN), segmentos de red lógicos que pueden abarcar subredes.
Para que el tráfico llegue de una subred a otra, debe pasar por el switch, y esto se ve facilitado por las capacidades de enrutamiento integradas en éstos.
¿Cuál es la diferencia entre un Switch y un Hub?
Un HUB o concentrador, también puede conectar varios dispositivos con el fin de compartir recursos, y la colección de dispositivos conectados a un hub se conoce como segmento LAN.
Un hub difiere de un swicth en que los paquetes enviados desde uno de los dispositivos conectados se transmiten a todos los dispositivos que están conectados al hub.
Con un hub, los paquetes se dirigen solo al puerto que conduce al dispositivo direccionado.
Los switch suelen conectar segmentos de LAN, por lo que los concentradores se conectan a ellos.
Los switch filtran el tráfico destinado a dispositivos en el mismo segmento LAN.
Debido a esta capacidad, los switch hacen un uso más eficiente de sus propios recursos de procesamiento, así como del ancho de banda de la red.
¿Cuál es la diferencia entre un Switch y un Router?
Los switch a veces se confunden con los router, que también ofrecen reenvío y enrutamiento del tráfico de red, de ahí su nombre.
Pero lo hacen con un propósito y ubicación diferentes.
Los router operan en la capa 3, la capa de red, y se utilizan para conectar redes a otras redes.
Una manera fácil de pensar en la diferencia entre switch y router es pensar en LAN y WAN.
Los dispositivos se conectan localmente a través de switch y las redes se conectan a otras redes a través de router.
Esta es la ruta que un paquete puede tomar para llegar a Internet: dispositivo > hub > switch > router > Internet.
Por supuesto, hay casos en los que la funcionalidad de conmutación está integrada en el hardware del router, y el router también funciona como switch.
Piense en un router inalámbrico doméstico.
Se enruta a una conexión de banda ancha a través de su puerto WAN, pero generalmente también tiene puertos Ethernet adicionales que puede usar para conectar un cable para cada computador, televisión, impresora o incluso una consola de juegos.
Mientras que otros dispositivos en la red, como otros portátiles y teléfonos, se conectan a través del router por Wi-Fi.
Entonces, el router, en efecto, también es un switch.
E incluso puede conectar un switch separado al router, para proporcionar acceso a Internet y LAN para dispositivos adicionales.
¿Cuáles son las diferencias entre los switches?
Los switches varían en tamaño, dependiendo de:
- cuántos dispositivos necesite conectar en un área específica,
- el tipo de velocidad de red o ancho de banda que soporta.
En una oficina pequeña o una oficina doméstica, un switch de cuatro u ocho puertos generalmente es suficiente.
Pero, para implementaciones más grandes, de medianas y grandes empresas, existen switches de 16, 24, 48 y hasta 64 puertos.
El factor de forma de un switch pequeño es un dispositivo que se puede ubicar sobre un escritorio.
Pero hay switches que también se pueden montar en un rack para colocarlos en un armario de cableado, en un centro de datos o en una granja de servidores.
Los switch también varían en la velocidad de red que ofrecen, desde Fast Ethernet (10/100 Mbps), Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps), 10 Gigabit (10/100/1000/10000 Mbps) e incluso velocidades de 40/100 Gbps.
La elección de las velocidades depende del rendimiento necesario para las tareas que se admiten.
Tipos de switch
Existen muchos tipos de switches que también difieren en sus capacidades. Aquí hay cuatro tipos.
No Administrable
Los switch no administrados son los más básicos y ofrecen una configuración fija.
Por lo general, son plug-and-play, lo que significa que tienen pocas o ninguna opción para que el usuario elija.
Pueden tener configuraciones predeterminadas para características como la calidad del servicio, pero no se pueden cambiar.
La ventaja es que los switch no administrados son relativamente baratos, pero su falta de características los hace inadecuados para muchos usos empresariales.
Administrables
Los switch administrados ofrecen más funcionalidad y características para los profesionales de TI y son el tipo más probable que se vea en entornos profesionales o empresariales.
Los switch administrados tienen interfaces de línea de comandos (CLI) para configurarlos.
Admiten agentes de protocolo simple de administración de red (SNMP) que proporcionan información que se puede usar para solucionar problemas de red.
También pueden admitir:
- LAN virtuales,
- Configuración de calidad de servicio y
- enrutamiento IP.
La seguridad también es mejor, protegiendo todo tipo de tráfico que manejan.
Debido a sus características avanzadas, los switch administrados cuestan mucho más que los switch no administrados.
Switch inteligentes o dinámicos
Los switch inteligentes o dinámicos son switch administrados que además, tienen algunas características más allá de lo que ofrece un switch no administrado, pero menos que un switch administrado.
Si bien son más sofisticados que los switch no administrados, también son menos costosos que un switch completamente administrado.
Por lo general, carecen de soporte para el acceso telnet y tienen GUI web en lugar de CLI.
Es posible que otras opciones, como las VLAN, no tengan tantas funciones como las admitidas por los switch totalmente administrados.
Debido a que son menos costosos, pueden ser una buena opción para empresas más pequeñas con menos recursos financieros y/o aquellas con menos necesidades de funciones.
Switch KVM
Un tipo específico de switch utilizado en centros de datos y otras áreas con grandes cantidades de servidores, son los switch KVM, que proporcionan una conexión de teclado, vídeo (monitor) y ratón a varios ordenadores, lo que permite a los usuarios controlar grupos de servidores desde una única ubicación o consola.
Al agregar un extensor KVM, los switch KVM pueden permitir el acceso local y remoto a las máquinas, lo que permite a una empresa centralizar el mantenimiento y la administración del servidor.
¿Qué funciones de administración de los switch de red existen?
La lista completa de características y funcionalidades de un switch de red varía según el fabricante del switch y cualquier software adicional proporcionado.
Pero en general, un switch permite a los profesionales:
- Habilitar y deshabilitar puertos específicos en el switch.
- Configurar los ajustes para dúplex (medio o completo), así como ancho de banda.
- Establecer niveles de calidad de servicio (QoS) para un puerto específico.
- Habilitar el filtrado MAC y otras funciones de control de acceso.
- Configurar la supervisión SNMP de los dispositivos, incluido el estado de los enlaces.
- Configurar la duplicación de puertos para supervisar el tráfico de red.