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4. Dispositivos de red

El SWITCH o conmutador

El switch o conmutador es un dispositivo de red que interconecta varios equipos informáticos conectados a él. Se utiliza en redes cableadas, proporcionando una topología de estrella, tanto física como lógica.

El switch es similar al hub, con la diferencia de que solo envía el paquete de datos al destinatario, evitando el tráfico innecesario que generaba el hub. Para ello, cuando recibe una trama de datos por uno de sus puertos la analiza, obteniendo cierta información que le permite enviarla solo por el puerto en el que está conectado el equipo destino.

La inmensa mayoría de los Switches trabajan en el nivel de enlace del modelo OSI y de la pila TCP/IP. En este nivel se trabaja con tramas de datos. Una trama de datos está compuesta, al menos, por los siguientes elementos:

  1. Dirección MAC origen. Es la dirección MAC de la interface de red de la que procede la trama. De esta forma se puede identificar el origen de la trama.
  2. Dirección MAC destino. Es la dirección MAC de la interface de red a la que se dirige la trama. De esta forma se puede identificar el destinatario de la trama.
  3. Datos. Se trata de la información que se desea hacer llegar al destinatario. En estos datos, junto con la información a transmitir, también se encuentra información de niveles superiores, como direcciones IP de origen y destino, puertos de origen y destino, etc.

Para poder enviar la trama de datos que recibe a través un puerto por el puerto destino correcto, el switch necesita conocer cierta información que almacena en memoria interna en una tabla llamada “Tabla de resolución puerto / MAC”. En esta tabla se almacenan una serie de entradas (filas o registros) en las que se asocia un número de puerto del switch con una dirección MAC conectada a dicho puerto.

Puerto MAC
1 F1:A0:19:16:01:23
2 F1:A0:19:16:01:24
3 F1:A0:19:16:01:51
4 F1:A0:19:16:01:681

En este caso, si nos fijamos, todas las MACs de la tabla comparten, al menos, los primeros 24 bits. Esto significa, que todas estas interfaces de red son del mismo fabricante.

Cuando el switch se enciende o se reinicia, el contenido de esta tabla está vacío. El switch no tiene información que le permita enviar las tramas de datos a su destino de forma óptima (por el puerto al que le corresponde). El switch debe ir “aprendiendo”.

Para ello, el switch analiza cada trama que recibe en busca de información. El proceso que lleva a cabo es el siguiente:

  1. Analiza MAC Origen. Cuando llega una trama, el switch sabe el puerto por el que ha llegado. Lee la dirección MAC de origen y la busca en la tabla para actualizar la información de equipos conectados al switch.
    1. Si la MAC Origen no está en la tabla, el switch añade una nueva entrada con el puerto y la MAC Origen. De esta forma, ya conoce por dónde enviar tramas cuyo destino sean esta MAC.
    2. Si la MAC Origen está en la tabla, el switch actualiza la información si ha cambiado.
  2. Analiza la MAC destino. Para determinar por qué puerto enviará la trama, el switch consulta la tabla en busca de la MAC destino.
    1. Si la MAC destino está en la tabla, el switch envía la trama por el puerto asociado a esa MAC.
    2. Si la MAC destino no está en la tabla, el switch no conoce en qué puerto está el equipo destino. Como el objetivo es hacer llegar la trama a su destino, el switch envía la trama por el resto de puertos, igual que haría un hub.

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