Switches y Routers: Interconexión de Redes y Segmentación para Optimizar el Rendimiento

Switches

Los switches son dispositivos que permiten la interconexión de redes a nivel de enlace de datos.

• Los switches solo permiten conectar LAN que utilizan los mismos protocolos (a nivel físico y nivel de enlace).
• Su principal función consiste en segmentar la red para aumentar su rendimiento.

En una LAN, todas las estaciones comparten un medio. Al aumentar el número de estaciones, aumenta también el tráfico de red, y cada una debe esperar más tiempo para transmitir, incrementando las colisiones. En estas condiciones, es conveniente segmentar la red utilizando un switch.

A diferencia del HUB, un switch envía las tramas que le llegan solamente por el puerto de salida donde se encuentra la estación destinataria. Para ello, el switch comprueba el campo de la dirección de destino del mensaje (MAC de destino) y la redirige por el puerto correspondiente. Si desconoce el lugar donde se encuentra el destino, entonces el switch se comporta como un HUB.

Cuando un switch conecta varias redes o estaciones, crea varios medios compartidos en cada uno de sus puertos, denominados dominios de colisión. Por esta razón, se dice que un switch es capaz de segmentar distintos dominios de colisión.

Es importante recordar que el tráfico originado por el broadcast en un dominio será reenviado a todos los demás dominios de colisión, asegurando que todas las estaciones en la red se puedan comunicar entre sí. Cuando se usa un switch para conectar varias estaciones, la velocidad de cada estación es independiente de las demás.

• Puede haber equipos conectados al switch que funcionen a velocidades de transmisión de 10Mb/s, 100Mb/s y 1Gb/s, lo cual no es posible usando un HUB.

En algunas condiciones, puede ser necesario conectar varios conmutadores entre sí para crear diferentes rutas alternativas que lleguen a los mismos destinos.

En estas situaciones, los conmutadores pueden recibir los mismos mensajes y reenviarlos varias veces, lo que ocasiona problemas de duplicidad de los mensajes a la vez que hace que estos viajen en círculos sin fin. Para evitar esto, se utiliza el Protocolo STP (Spanning Tree Protocol), que hace que los conmutadores se envíen mensajes informando y evitando estas situaciones. En temas posteriores, explicaremos con más detalle el funcionamiento de este protocolo.

El dispositivo que se utiliza para interconectar redes que operan con una capa de red diferente es el encaminador o router. Dado que el router funciona en el nivel de red, los protocolos de comunicación de ambos lados del router deben ser iguales y compatibles con los niveles superiores al de red. Los niveles inferiores pueden diferir sin afectar al encaminamiento.

Routers

El dispositivo que se utiliza para interconectar redes que operan con una capa de red diferente (o iguales) es el encaminador o router.

• Dado que el router funciona en el nivel de red (e inferiores), los protocolos de comunicación de ambos lados del router deben ser iguales y compatibles con los niveles superiores al de red (transporte y aplicación). Los niveles inferiores pueden diferir sin afectar al encaminamiento.
• En una WAN, cualquiera de las estaciones intermedias en la transmisión de un mensaje se considera un router.
• Esto es debido a que este dispositivo funciona a nivel de red y, por lo tanto, su función básica es dirigir los paquetes que recibe hacia su destino.
• Para ello, al recibir un paquete, debe extraer de éste la dirección IP del destinatario y decidir cuál es la mejor ruta, a partir del algoritmo y tabla de encaminamiento que utilice.
• Además, como es lógico, un router dispone de sus propias direcciones a nivel de red.
• Al trabajar en un nivel superior al del switch, el router posee más facilidades que permiten la configuración de ciertos parámetros de comunicación y distingue entre los diferentes protocolos a nivel de red.
• Esto le permite hacer una decisión más inteligente que al switch, en el momento de reenviar los paquetes.

El router se utiliza en las siguientes condiciones:

• Proporciona seguridad a través de filtros de paquetes (cortafuegos o firewalls).
• Integra diferentes tecnologías de enlace de datos, tales como Ethernet, Token Ring y ATM.
• Permite la existencia de diferentes rutas alternativas contra congestionamientos y fallos de las comunicaciones, por lo que es posible conectar más encaminadores para crear nuevos caminos.