Un conmutador de red (también llamado concentrador de conmutación , concentrador de puente y, según IEEE , puente MAC [1] ) es un hardware de red que conecta dispositivos en una red informática mediante el uso de conmutación de paquetes para recibir y reenviar datos al dispositivo de destino.
Un conmutador de red es un puente de red multipuerto que utiliza direcciones MAC para reenviar datos en la capa de enlace de datos (capa 2) del modelo OSI . Algunos conmutadores también pueden reenviar datos en la capa de red (capa 3) incorporando adicionalmente funcionalidad de enrutamiento . Este tipo de conmutadores se conocen comúnmente como conmutadores de capa 3 o conmutadores multicapa . [2]
Los conmutadores para Ethernet son la forma más común de conmutador de red. El primer puente MAC [3] [4] [5] fue inventado [6] en 1983 por Mark Kempf, un ingeniero del grupo de Desarrollo Avanzado de Redes de Digital Equipment Corporation . Poco después, esa empresa presentó el primer producto Bridge de 2 puertos (LANBridge 100). Posteriormente, la empresa produjo conmutadores multipuerto tanto para Ethernet como para FDDI, como GigaSwitch. Digital decidió licenciar su patente MAC Bridge de forma no discriminatoria y libre de regalías, lo que permitió la estandarización IEEE. Esto permitió a otras empresas producir conmutadores multipuerto, incluida Kalpana . [7] Inicialmente, Ethernet era un medio de acceso compartido , pero la introducción del puente MAC inició su transformación hacia su forma punto a punto más común sin un dominio de colisión . También existen conmutadores para otros tipos de redes, incluidas Fibre Channel , modo de transferencia asíncrono e InfiniBand .
A diferencia de los concentradores repetidores , que transmiten los mismos datos desde cada puerto y permiten que los dispositivos seleccionen los datos dirigidos a ellos, un conmutador de red aprende las identidades de los dispositivos conectados y luego solo reenvía datos al puerto conectado al dispositivo al que está dirigido. [8]
Un conmutador es un dispositivo en una red informática que conecta otros dispositivos entre sí. Se conectan varios cables de datos a un conmutador para permitir la comunicación entre diferentes dispositivos en red. Los conmutadores gestionan el flujo de datos a través de una red transmitiendo un paquete de red recibido solo a uno o más dispositivos para los que está destinado el paquete. Cada dispositivo en red conectado a un conmutador puede identificarse por su dirección de red , lo que permite que el conmutador dirija el flujo de tráfico maximizando la seguridad y eficiencia de la red.
Un conmutador es más inteligente que un concentrador Ethernet , que simplemente retransmite paquetes desde cada puerto del concentrador, excepto el puerto en el que se recibió el paquete, sin poder distinguir diferentes destinatarios y logrando una eficiencia de red general más baja.
Un conmutador Ethernet opera en la capa de enlace de datos (capa 2) del modelo OSI para crear un dominio de colisión separado para cada puerto del conmutador. Cada dispositivo conectado a un puerto de conmutador puede transferir datos a cualquiera de los otros puertos en cualquier momento y las transmisiones no interferirán. [a] Debido a que el conmutador aún reenvía las transmisiones a todos los dispositivos conectados, el segmento de red recién formado continúa siendo un dominio de transmisión . Los conmutadores también pueden operar en capas superiores del modelo OSI, incluida la capa de red y superiores. Un conmutador que también opera en estas capas superiores se conoce como conmutador multicapa .
La segmentación implica el uso de un conmutador para dividir un dominio de colisión más grande en otros más pequeños con el fin de reducir la probabilidad de colisión y mejorar el rendimiento general de la red. En el caso extremo (es decir, microsegmentación), cada dispositivo se conecta directamente a un puerto de conmutador dedicado al dispositivo. A diferencia de un concentrador Ethernet, en cada puerto del conmutador existe un dominio de colisión independiente. Esto permite que las computadoras tengan ancho de banda dedicado en conexiones punto a punto a la red y también funcionen en modo full-duplex. El modo full-duplex tiene sólo un transmisor y un receptor por dominio de colisión, lo que hace que las colisiones sean imposibles.
El conmutador de red desempeña un papel integral en la mayoría de las redes de área local (LAN) Ethernet modernas. Las LAN de tamaño mediano a grande contienen varios conmutadores administrados vinculados. Las aplicaciones para pequeñas oficinas/oficinas en el hogar (SOHO) suelen utilizar un único conmutador o un dispositivo multiuso, como una puerta de enlace residencial, para acceder a servicios de banda ancha para pequeñas oficinas/hogares , como DSL o Internet por cable . En la mayoría de estos casos, el dispositivo del usuario final contiene un enrutador y componentes que interactúan con la tecnología de banda ancha física particular.
Los conmutadores se utilizan más comúnmente como punto de conexión de red para hosts en el borde de una red. En el modelo de interconexión jerárquica y arquitecturas de red similares, los conmutadores también se utilizan en zonas más profundas de la red para proporcionar conexiones entre los conmutadores en el borde.
En los conmutadores destinados a uso comercial, las interfaces integradas o modulares permiten conectar diferentes tipos de redes, incluidas Ethernet, Fibre Channel , RapidIO , ATM , ITU-T G.hn y 802.11 . Esta conectividad puede ser en cualquiera de las capas mencionadas. Si bien la funcionalidad de capa 2 es adecuada para el cambio de ancho de banda dentro de una tecnología, la interconexión de tecnologías como Ethernet y Token Ring se realiza más fácilmente en la capa 3 o mediante enrutamiento. [10] Los dispositivos que se interconectan en la capa 3 se denominan tradicionalmente enrutadores . [11]
Cuando sea necesario realizar un gran análisis del rendimiento y la seguridad de la red, se pueden conectar conmutadores entre enrutadores WAN como lugares para módulos analíticos. Algunos proveedores proporcionan firewall , [12] [13] detección de intrusiones en la red , [14] y módulos de análisis de rendimiento que pueden conectarse a los puertos del switch. Algunas de estas funciones pueden estar en módulos combinados. [15]
A través de la duplicación de puertos , un conmutador puede crear una imagen reflejada de datos que pueden ir a un dispositivo externo, como sistemas de detección de intrusos y rastreadores de paquetes .
Un conmutador moderno puede implementar alimentación a través de Ethernet (PoE), lo que evita la necesidad de que los dispositivos conectados, como un teléfono VoIP o un punto de acceso inalámbrico , tengan una fuente de alimentación independiente. Dado que los interruptores pueden tener circuitos de alimentación redundantes conectados a sistemas de alimentación ininterrumpida , el dispositivo conectado puede seguir funcionando incluso cuando falla el suministro eléctrico habitual de la oficina.
En 1989 y 1990, Kalpana presentó el primer conmutador Ethernet multipuerto , su EtherSwitch de siete puertos. [dieciséis]
Los conmutadores comerciales modernos utilizan principalmente interfaces Ethernet. La función principal de un conmutador Ethernet es proporcionar múltiples puertos de puente de capa 2. La funcionalidad de Capa 1 es necesaria en todos los conmutadores para admitir las capas superiores. Muchos conmutadores también realizan operaciones en otras capas. Un dispositivo capaz de hacer algo más que un puente se conoce como conmutador multicapa.
Un dispositivo de red de capa 2 es un dispositivo multipuerto que utiliza direcciones de hardware ( direcciones MAC ) para procesar y reenviar datos en la capa de enlace de datos (capa 2).
Un conmutador que funciona como puente de red puede interconectar redes de capa 2 que de otro modo estarían separadas. El puente aprende la dirección MAC de cada dispositivo conectado. Los puentes también almacenan en buffer un paquete entrante y adaptan la velocidad de transmisión a la del puerto saliente. Si bien existen aplicaciones especializadas, como las redes de área de almacenamiento, donde las interfaces de entrada y salida tienen el mismo ancho de banda, este no es siempre el caso en las aplicaciones LAN generales. En las LAN, un conmutador utilizado para el acceso del usuario final normalmente concentra un ancho de banda más bajo y se conecta a un ancho de banda más alto.
Las interconexiones entre conmutadores se pueden regular utilizando el protocolo de árbol de expansión (STP) que desactiva el reenvío en los enlaces para que la red de área local resultante sea un árbol sin bucles de conmutación . A diferencia de los enrutadores, los puentes de árbol de expansión deben tener topologías con una sola ruta activa entre dos puntos. El puente de ruta más corto y TRILL (Interconexión transparente de muchos enlaces) son alternativas de capa 2 a STP que permiten que todas las rutas estén activas con múltiples rutas de igual costo. [17] [18]
Los interruptores están disponibles en muchos factores de forma, incluidas unidades de escritorio independientes que generalmente están diseñadas para usarse en un entorno doméstico u oficina fuera de un armario de cableado ; interruptores montados en bastidor para uso en un bastidor de equipo o en un gabinete ; Montado en carril DIN para uso en entornos industriales ; y pequeños interruptores de instalación, montados en un canal de cables, caja de suelo o torre de comunicaciones, como se encuentran, por ejemplo, en la fibra para las infraestructuras de oficinas.
Los conmutadores montados en bastidor pueden ser unidades independientes, conmutadores apilables o unidades de chasis grandes con tarjetas de línea intercambiables.
Es difícil monitorear el tráfico que se conecta mediante un conmutador porque solo los puertos de envío y recepción pueden ver el tráfico.
Los métodos que están diseñados específicamente para permitir que un analista de red monitoree el tráfico incluyen:
Estas funciones de monitoreo rara vez están presentes en conmutadores de consumo. Otros métodos de monitoreo incluyen conectar un concentrador de capa 1 o un grifo de red entre el dispositivo monitoreado y su puerto de conmutador. [22]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )