switch

SWITCHES
Un switch (en castellano "conmutador") es un dispositivo electrónico de interconexión de redes
de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems
Interconection). Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de
manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la
dirección MAC de destino de los datagramas en la red.
Un conmutador en el centro de una red en estrella.
Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una
sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el
rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local).
INTERCONEXIÓN DE CONMUTADORES Y PUENTES
Los puentes (bridges) y conmutadores (switches) pueden ser conectados unos a los otros, pero
existe una regla que dice que sólo puede existir un único camino entre dos puntos de la red. En
caso de que no se siga esta regla, se forma un bucle en la red, que produce la transmisión infinita
de datagramas de una red a otra.
Sin embargo, esos dispositivos utilizan el algoritmo de spanning tree para evitar bucles, haciendo
la transmisión de datos de forma segura.
INTRODUCCIÓN AL FUNCIONAMIENTO DE LOS CONMUTADORES
Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2
(direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de sus puertos. Por
ejemplo, un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el
conmutador almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores o
hubs, la información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino. En
el caso de conectar dos conmutadores o un conmutador y un concentrador, cada conmutador
aprenderá las direcciones MAC de los dispositivos accesibles por sus puertos, por tanto en el
puerto de interconexión se almacenan las MAC de los dispositivos del otro conmutador.
Conexiones en un switch Ethernet
BUCLES DE RED E INUNDACIONES DE TRÁFICO
Como anteriormente se comentaba, uno de los puntos críticos de estos equipos son los bucles
(ciclos) que consisten en habilitar dos caminos diferentes para llegar de un equipo a otro a través
de un conjunto de conmutadores. Los bucles se producen porque los conmutadores que detectan
que un dispositivo es accesible a través de dos puertos emiten la trama por ambos. Al llegar esta
trama al conmutador siguiente, este vuelve a enviar la trama por los puertos que permiten
alcanzar el equipo. Este proceso provoca que cada trama se multiplique de forma exponencial,
llegando a producir las denominadas inundaciones de la red, provocando en consecuencia el fallo
o caída de las comunicaciones.
Como se ha comentado se emplea el protocolo spanning tree para evitar este tipo de fallos.
CONMUTADORES DE NIVEL TRES
Aunque los conmutadores o switches son los elementos que fundamentalmente se encargan de
encaminar las tramas de nivel 2 entre los diferentes puertos, existen los denominados
conmutadores de nivel 3 o superior, que permiten crear en un mismo dispositivo múltiples redes
de nivel 3 y encaminar los paquetes (de nivel 3) entre las redes, realizando por tanto las funciones
de encaminamiento o routing.
CARACTERÍSTICAS DE UN SWITCH
Switch
Cuando hablamos de un switch lo haremos refiriéndonos a uno de nivel 2, es decir, perteneciente
a la capa “Enlace de datos”. Normalmente un switch de este tipo no tiene ningún tipo de gestión,
es decir, no se puede acceder a él. Sólo algunos switch tienen algún tipo de gestión pero suele ser
algo muy simple. Veamos cómo funciona un “switch”.
Puntos que observamos del funcionamiento de los “switch”:
1 - El “switch” conoce los ordenadores que tiene conectados a cada uno de sus puertos (enchufes).
Cuando en la especificación del un “switch” leemos algo como “8k MAC address table” se refiere a
la memoria que el “switch” destina a almacenar las direcciones. Un “switch” cuando se enchufa no
conoce las direcciones de los ordenadores de sus puertos, las aprende a medida que circula
información a través de él. Con 8k hay más que suficiente. Por cierto, cuando un “switch” no
conoce la dirección MAC de destino envía la trama por todos sus puertos, al igual que un HUB
(“Flooding”, inundación). Cuando hay más de un ordenador conectado a un puerto de un “switch”
este aprende sus direcciones MAC y cuando se envían información entre ellos no la propaga al
resto de la red, a esto se llama filtrado.
El tráfico entre A y B no llega a C. Como decía, esto es el filtrado. Las colisiones que se producen
entre A y B tampoco afectan a C. A cada parte de una red separada por un “switch” se le llama
segmento.
2 - El “switch” almacena la trama antes de reenviarla. A este método se llama “store & forward”,
es decir “almacenar y enviar”. Hay otros métodos como por ejemplo “Cut-through” que consiste
en recibir los 6 primeros bytes de una trama que contienen la dirección MAC y a partir de aquí ya
empezar a enviar al destinatario. “Cut-through” no permite descartar paquetes defectuosos. Un
“switch” de tipo “store & forward” controla el CRC de las tramas para comprobar que no tengan
error, en caso de ser una trama defectuosa la descarta y ahorra tráfico innecesario. El “store &
forward” también permite adaptar velocidades de distintos dispositivos de una forma más
cómoda, ya que la memoria interna del “switch” sirve de “buffer”. Obviamente si se envía mucha
información de un dispositivo rápido a otro lento otra capa superior se encargará de reducir la
velocidad.
Finalmente comentar que hay otro método llamado “Fragment-free” que consiste en recibir los
primeros 64 bytes de una trama porque es en estos donde se producen la mayoría de colisiones y
errores. Así pues cuando vemos que un “switch” tiene 512KB de RAM es para realizar el “store &
forward”. Esta RAM suele estar compartida entre todos los puertos, aunque hay modelos que
dedican un trozo a cada puerto.
3 - Un “switch” moderno también suele tener lo que se llama “Auto-Negotation”, es decir, negocia
con los dispositivos que se conectan a él la velocidad de funcionamiento, 10 megabit ó 100, así
como si se funcionara en modo “full-duplex” o “half-duplex”. “Full-duplex” se refiere a que el
dispositivo es capaz de enviar y recibir información de forma simultánea, “half-duplex” por otro
lado sólo permite enviar o recibir información, pero no a la vez.
4 - Velocidad de proceso: todo lo anterior explicado requiere que el “switch” tenga un procesador
y claro, debe ser lo más rápido posible. También hay un parámetro conocido como “back-plane” o
plano trasero que define el ancho de banda máximo que soporta un “switch”. El “back plane”
dependerá del procesador, del número de tramas que sea capaz de procesar. Si hacemos números
vemos lo siguiente: 100megabits x 2 (cada puerto puede enviar 100 megabit y enviar 100 más en
modo “full-duplex”) x 8 puertos = 1,6 gigabit. Así pues, un “switch” de 8 puertos debe tener un
“back-plane” de 1,6 gigabit para ir bien. Lo que sucede es que para abaratar costes esto se reduce
ya que es muy improbable que se produzca la situación de tener los 8 puertos enviando a tope...
Pero la probabilidad a veces no es cierta
5 - Si un nodo puede tener varias rutas alternativas para llegar a otro un “switch” tiene problemas
para aprender su dirección ya que aparecerá en dos de sus entradas. A esto se le llama “loop” y
suele haber una lucecita destinada a eso delante de los “switch”. El protocolo de Spanning Tree
Protocol IEEE 802.1d se encarga de solucionar este problema, aunque los “switch” domésticos no
suelen tenerlo.
Conmutadores (Switches)
Los conmutadores tienen la funcionalidad de los concentradores a los que añaden la capacidad
principal de dedicar todo el ancho de banda de forma exclusiva a cualquier comunicación entre
sus puertos. Esto se consigue debido a que el conmutador no actúa como repetidor multipuerto,
sino que únicamente envía paquetes de datos hacia aquella puerta a la que van dirigidos. Esto es
posible debido a que los equipos configuran unas tablas de encaminamiento con las direcciones
MAC (nivel 2 de OSI) asociadas a cada una de sus puertas.
Esta tecnología hace posible que cada una de las puertas disponga de la totalidad del ancho de
banda para su utilización. Estos equipos habitualmente trabajan con anchos de banda de 10 y 100
Mbps, pudiendo coexistir puertas con diferentes anchos de banda en el mismo equipo.
Las puertas de un conmutador pueden dar servicio tanto a puestos de trabajo personales como a
segmentos de red (hubs), siendo por este motivo ampliamente utilizados como elementos de
segmentación de redes y de encaminamiento de tráfico. De esta forma se consigue que el tráfico
interno en los distintos segmentos de red conectados al conmutador afecte al resto de la red
aumentando de esta manera la eficiencia de uso del ancho de banda.
Hay tres tipos de conmutadores o técnicas de conmutación:



Almacenar - Transmitir. Almacenan las tramas recibidas y una vez chequeadas se envían a
su destinatario. La ventaja de este sistema es que previene del malgasto de ancho de banda
sobre la red destinataria al no enviar tramas inválidas o incorrectas. La desventaja es que
incrementa ligeramente el tiempo de respuesta del switch.
Cortar - Continuar. En este caso el envío de las tramas es inmediato una vez recibida la
dirección de destino. Las ventajas y desventajas son cruzadas respecto a Almacenar Transmitir. Este tipo de conmutadores es indicado para redes con poca latencia de errores.
Híbridos. Este conmutador normalmente opera como Cortar -Continuar, pero
constantemente monitoriza la frecuencia a la que tramas inválidas o dañadas son enviadas. Si
este valor supera un umbral prefijado el conmutador se comporta como un Almacenar Transmitir. Si desciende este nivel se pasa al modo inicial.
En caso de diferencia de velocidades entre las subredes interconectadas el conmutador
necesariamente ha de operar como Almacenar -Transmitir.
- Esta tecnología permite una serie de facilidades tales como:


Filtrado inteligente. Posibilidad de hacer filtrado de tráfico no sólo basándose en
direcciones MAC, sino considerando parámetros adicionales, tales como el tipo de protocolo o
la congestión de tráfico dentro del switch o en otros switches de la red.
Soporte de redes virtuales. Posibilidad de crear grupos cerrados de usuarios, servidos por
el mismo switch o por diferentes switches de la red, que constituyan dominios diferentes a
efectos de difusión. De esta forma también se simplifican los procesos de movimientos y
cambios, permitiendo a los usuarios ser ubicados o reubicados en red mediante software.
Integración de routing. Inclusión de módulos que realizan función de los routers
(encaminamiento), de tal forma que se puede realizar la conexión entre varias redes diferentes
mediante propios switches.
EJEMPLOS
EJEMPLOS DE SWITCHES 3COM:
1. 3Com® Switch 4200 24
General
Tipo de dispositivo: Conmutador - apilable
Tipo incluido: Externo - 1U
Anchura: 44 cm
Profundidad: 27.4 cm
Altura: 4.4 cm
Peso: 2.3 kg
Localización: Europa
Conexión de redes
Cantidad de puertos: 24 x Ethernet 10Base-T, Ethernet 100Base-TX
Puertos auxiliares de red: 2x10/100/1000Base-T(señal ascendente)
Unidades máximas en una pila: 4
Velocidad de transferencia de datos: 100 Mbps
Protocolo de interconexión de datos: Ethernet, Fast Ethernet
Protocolo de direccionamiento: IGMPv2, IGMP
Protocolo de gestión remota: SNMP 1, RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9, Telnet, HTTP
Tecnología de conectividad: Cableado
Modo comunicación: Semidúplex, dúplex pleno
Protocolo de conmutación: Ethernet
Tamaño de tabla de dirección MAC: 8K de entradas
Características: Control de flujo, conmutación Layer 2, auto-sensor por dispositivo, asignación dirección dinámica
IP, negociación automática, soporte VLAN, snooping IGMP, activable, store and forward
Cumplimiento de normas: IEEE 802.3u, IEEE 802.3i, IEEE 802.3z, IEEE 802.1D, IEEE 802.1Q, IEEE 802.3ab,
IEEE 802.1p, IEEE 802.3x, IEEE 802.3ad (LACP), IEEE 802.1w, IEEE 802.1x
Expansión / conectividad
Interfaces:



1 x gestión - consola - D-Sub de 9 espigas (DB-9)
24 x nodo de red - Ethernet 10Base-T/100Base-TX - RJ-45
2 x ordenador central de red (host) - Ethernet 10Base-T/100Base-TX/1000Base-T - RJ-45
2. 3Com® Baseline Switch 2816 16
General
Tipo de dispositivo: Conmutador
Tipo incluido: Externo - 1U
Anchura: 43.6 cm
Profundidad: 17.4 cm
Altura: 4.4 cm
Peso: 1.9 kg
Localización: Centroeuropa
Conexión de redes
Cantidad de puertos: 16 x Ethernet 10Base-T, Ethernet 100Base-TX, Ethernet 1000Base-T
Velocidad de transferencia de datos: 1 Gbps
Protocolo de interconexión de datos: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
Tecnología de conectividad: Cableado
Modo comunicación: Semidúplex, dúplex pleno
Protocolo de conmutación: Ethernet
Tamaño de tabla de dirección MAC: 32K de entradas
Indicadores de estado: Actividad de enlace, velocidad de transmisión del puerto, modo puerto duplex,
alimentación
Características: Control de flujo, capacidad duplex, conmutación Layer 2, negociación automática
Cumplimiento de normas: IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.1D, IEEE 802.3ab, IEEE 802.1p, IEEE 802.3x
Expansión / conectividad
Interfaces: 16 x red - Ethernet 10Base-T/100Base-TX/1000Base-T - RJ-45
Diverso
Kit de montaje en bastidor: Incluido
Cumplimiento de normas: Certificado FCC Clase A, CSA, EN 60950, EN55022, ICES-003, UL 1950, VCCI Class
A ITE, IEC 60950, EN55024
EJEMPLOS DE SWITCHES AVAYA
1. Avaya P882 MultiService Switch
General
Tipo de dispositivo: Conmutador
Tipo incluido: Externo
Cantidad de módulos instalados (máx.): 16 (máx.)
Anchura: 43.8 cm
Profundidad: 45.7 cm
Altura: 63.5 cm
Conexión de redes
Protocolo de gestión remota: RMON 1, RMON 2, SNMP, Telnet, HTTP
Tecnología de conectividad: Cableado
Protocolo de conmutación: Ethernet
Características: Diseño modular, encaminamiento, conmutación Layer 3, soporte VLAN, activable
Cumplimiento de normas: IEEE 802.1D
Expansión / conectividad
Total ranuras de expansión (libres): 16 Ranura de expansión
Interfaces:


1 x gestión - RS-232 - D-Sub de 9 espigas (DB-9)
1 x gestión - Ethernet 10Base-T/100Base-TX - RJ-45
Diverso
Cables incluidos:


1 x cable cruzado
1 x kit de cable serie
Kit de montaje en bastidor: Incluido
Cumplimiento de normas: CE, certificado FCC Clase A, TUV GS, CISPR 22 Class A, EN 60950, IEC950, UL
1950, EN55024, CSA 22.2 No. 950, EN55022 Class A
2. Avaya P332MF 12
General
Tipo de dispositivo: Conmutador - apilable
Tipo incluido: Externo - 2U
Cantidad de módulos instalados (máx.): 0 (instalados) / 2 (máx.)
Anchura: 48.3 cm
Profundidad: 45 cm
Altura: 8.8 cm
Peso: 7.5 kg
Conexión de redes
Cantidad de puertos: 12 x Ethernet 100Base-FX
Velocidad de transferencia de datos: 100 Mbps
Protocolo de interconexión de datos: Fast Ethernet
Protocolo de gestión remota: RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9, HTTP
Tecnología de conectividad: Cableado
Protocolo de conmutación: Ethernet
Características: Control de flujo, soporte VLAN, copia de puertos, activable, apilable
Cumplimiento de normas: IEEE 802.1D, IEEE 802.1Q, IEEE 802.1p, IEEE 802.3x, IEEE 802.3ad (LACP), IEEE
802.1w
Expansión / conectividad
Total ranuras de expansión (libres):


1 ( 1 ) x Ranura de expansión
1 ( 1 ) x Ranura de módulo de apilado
Interfaces:


12 x nodo de red - Ethernet 100Base-FX - MT-RJ
1 x gestión - RS-232
EJEMPLOS SWITCHES CISCO:
Cisco Catalyst 3560-24PS
Descripción del producto
Tipo de dispositivo
Factor de forma
Dimensiones (Ancho x
Profundidad x Altura)
Peso
Memoria RAM
Cisco Catalyst 3560-24PS SMI - conmutador 24 puertos
Conmutador
Montable en bastidor - 1U
44.5 cm x 30 cm x 4.4 cm
5.1 kg
128 MB
Memoria Flash
Cantidad de puertos
Velocidad de transferencia
de datos
Protocolo de interconexión
de datos
Ranuras vacías
Protocolo de gestión remota
Modo comunicación
Características
Cumplimiento de normas
16 MB
24 x Ethernet 10Base-T, Ethernet 100Base-TX
100 Mbps
Ethernet, Fast Ethernet
2 x SFP (mini-GBIC)
SNMP 1, RMON 1, RMON 2, Telnet, SNMP 3,
SNMP 2c
Semidúplex, dúplex pleno
Capacidad duplex, conmutación Layer 3,
auto-sensor por dispositivo, Encaminamiento
IP, soporte de DHCP, alimentación mediante
Ethernet (PoE), negociación automática,
señal ascendente automática (MDI/MDI-X
automático), snooping IGMP, activable,
conector del sistema de corriente
redundante
IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3z, IEEE
802.1D, IEEE 802.1Q, IEEE 802.3ab, IEEE
802.1p, IEEE 802.3af, IEEE 802.3x, IEEE
802.3ad (LACP), IEEE 802.1w, IEEE 802.1x,
IEEE 802.1s
Alimentación
CA 120/230 V ( 50/60 Hz )
Garantía del fabricante
Garantía limitada de por vida
Precio
$ 2.776.600
Cisco Catalyst 6506-E
Características
Configuración de Chasis
Ancho de Banda del Backplane
Comentarios
6
32 Gbps Bus
compartido
720 Gbps con
Supervisora 720
720 Gbps
(incluye el Switch Fabric)
Sistema Operativo
Cisco IOS Software
Ruteo IPv4 (Capa 3)
En Hardware
400 Mpps
Ruteo IPv6 (Capa 3)
En Hardware
200 Mpps
Bridging L2 (Capa 2)
En Hardware
400 Mpps
256,000 (ipv4)
Rutas
128,000 (ipv6)
MPLS VPN
Componentes Redundantes
Sí
Fuente de Poder
(1+1)
Máxima densidad de puertos 10 Gigabit
Ethernet (XENPAK)
20
Máxima densidad de puertos Gigabit Ethernet
(ópticos SFP)
242
Máxima densidad de puertos Gigabit Ethernet
(ópticos GBIC)
82
Máxima densidad de puertos 10/100/1000
Ethernet
241
Máxima densidad de puertos 10/100 Ethernet
480
Máxima densidad de puertos 100Base-FX
240
Máxima densidad de puertos E1 como
interface telefónica
90
Máxima densidad de interfaces FXS
360
Fuente de Poder
2500 W, 100 a 240
VAC
FUENTES:
http://es.wikipedia.org/wiki/Switch
http://www.trucoswindows.net/foro/topico-18152-diferecia-entre-hub-y-switch.html
http://www.monografias.com/trabajos7/swich/swich.shtml#swi<--http://www.monografias.com/trabajos11/inter/inter.shtml