Conmutador Switch: ¿Qué es, cómo funciona y cuáles tipos existen?

Estos dispositivos han sido diseñados principalmente para poder resolver aquellos inconvenientes causados por el rendimiento de la red, los cuales son causados por los embotellamientos y a los anchos de banda pequeños.

Es así como estos aparatos han sido creados para poder agregar un mayor ancho de banda, reducir los tiempos de espera, disminuir los costos por puerto y acelerar la salida de paquetes, entre muchos otros problemas que se generan con frecuencia en la red.

De igual manera, sirve para poder conectar diferentes elementos dentro de una misma red, ya sean ordenadores, Smart TV, impresoras, consolas, o cualquier otro equipo que tenga una tarjeta WiFi o Ethernet. Teniendo todo esto en cuenta, aquí te vamos a explicar un poco más que son y para que se utilizan estos dispositivos hoy en día.

¿Qué es un Switch y para qué sirve este hardware en una red informática?

Estos dispositivos se utilizan con frecuencia en la mayoría de las grandes empresas donde necesitan tener un Switch por planta para que esta pueda llevar a cabo la interconexión entre los diferentes equipos. También suele usarse en algunas casas para mejorar el rendimiento de la red de uso doméstico.

También es importante mencionar que a pesar que estos dispositivos han experimentado varios avances tecnológicos su funcionamiento sigue siendo el mismo, pero esto ha hecho que cada día sean más difíciles de configurar.

Por lo tanto, este aparato sirve principalmente para lo que es la interconexión de varios equipos en una misma red. Esto lo puede llevar a cabo cuando el equipo emite un mensaje y el Switch se encarga de tomarlo y transmitirlos sólo por la salida donde se encuentra el objetivo.

Para ello, este hardware toma lo que es la dirección física de la tarjeta de red también conocida como MAC, en el caso de existir diferentes Switch todos ellos se comunican entre si para saber a donde tienen que enviar los datos. De esta manera, este aparato ha sido creado principalmente para facilitar la comunicación entre diferentes equipos.

Router vs Switch ¿Cuáles son las diferencias entre ambos?

Por lo general, la mayoría de las personas suele referirse a estos dos equipos como si fuera el mismo, pero la realidad es otra, a pesar que ambos llevan a cabo funciones similares cada uno de ellos se diferencia en su funcionalidad. Es así como el Router es capaz de cubrir las mismas funciones que el Switch y muchas más.

En el caso del Switch se encarga principalmente de interconecta a los ordenadores, mientras que los Router tienen como función principal poder conectar todos estos ordenadores a una red de Internet. Por lo tanto, aquí te enseñamos las principales diferencias entre ambos dispositivos.

Switch

En el caso de este aparato consiste en enviar información proveniente del ordenador de origen a los otros ordenadores destino. Donde básicamente se encargan de crear lo que es una especie de canal de comunicación entre el origen y el destino, evitando que la red quede limitada a un solo equipo de envió.

Este dispositivo hace que la red siempre esté trabajando ya que la comunicación siempre estará disponible, excepto cuando dos o más ordenadores están enviando datos simultáneos a la misma máquina.

También está diseñado para poder trabajar en redes que tengas una gran cantidad de máquinas conectadas. De la misma forma se encarga de filtrar y reenviar los paquetes entre fragmento por la red LAN.

Router

Mientras que el Router tiene como función principal poder reenviar todos los paquetes entre las distintas redes disponibles. Se puede decir que este aparato es mucho más avanzado e inteligente que el Switch, llevando a cabo las mismas funciones que este realiza.

También están especializados para poder escoger la mejor ruta para que los paquetes puedan llegar a su destino de una forma segura. De la misma forma, estos dispositivos son capaces de interconectar varias redes, trabajando en conjunto con los Switch.  A diferencia de este, los router poseen recursos extras como el firewall.

Por lo general, estos aparatos suelen conectar al menos dos redes, que frecuentemente son una de conexión WAN y una LAN. para ello utiliza tablas de enrutamiento y cabeceras para determinar el mejor camino para la conexión. Puede decirse que siempre escoge la vía más fácil para poder enviar la información. Básicamente, este equipo utiliza las mismas funciones que los switch y agrega funciones nuevas.

¿Cuáles son las principales características de un conmutador de red?

Estos aparatos cuentan con una serie de características importantes que hacen que los mismos puedan funcionar de la forma correcta. Por lo tanto, aquí te explicamos cuales son cada una de ellas.

Los puertos

Los puertos son uno de los elementos más importantes de estos conmutadores de red, ya que a partir de ellos se realiza la conexión con otros dispositivos, como lo puede ser un router, una computadora portátil, una PC o incluso otro conmutador. Básicamente a ellos se puede conectar cualquier equipo que posea una interfaz con una red Ethernet.

Por lo tanto, los números de puerto son una de las características más importante de estos aparatos, donde algunos cuentan con 4 puertos, mientras que otros pueden llegar a admitir una gran cantidad de ellos. Esto dependerá de la capacidad del equipo.

Por lo general, los switch básicos solo cuentan con puertos de cable trenzado, mientras que los más avanzados tiene puertos de fibra óptica. Teniendo en cuenta que las redes Ethernet tienen dos tipos de transmisión, ya sea por cable trenzado o por medio del cable de fibra óptica.

La velocidad

Teniendo en cuenta que las redes ethernet poseen varias velocidades y medios de transmisión, los puertos de este aparato indican la velocidad a la que puede trabajar sobre un determinado medio de transmisión.  Por lo tanto, cada uno de estos puertos pueden clasificarse según su velocidad, es así como algunos de ellos están definidos como 10/100, donde funcionan bajo los siguientes estándares:

• 10 BASE-T: Velocidades de 10 Mbps.
• 100BASE-TX: Velocidades de 100 Mbps.

También se pueden conseguir puertos con estándares 10/100/1000 los cuales añaden las siguientes velocidades:

• 1000 BASE-T: Velocidades de 1000 Mbps.

Otros de los puertos que se pueden conseguir son aquellos que usan fibra óptica los cuales utilizan conectores hembra de algún tipo de forma de fibra óptica, los cuales tienen los siguientes estándares:

• 100 BASE-TX: Velocidades de 100 Mbps.
• 1000 BASE-T: Velocidades de 1000 Mbps.

Por último, encontramos los conmutadores de alta prestaciones que pueden ofrecer puertos que tengan los estándares 10 GbE, tanto de cable UTP como de fibra óptica.

Puertos modulares: GBIC y SFP

También encontramos lo que son los puertos modulares, estos se encuentran principalmente en los conmutadores de gama media y alta. Los mismos no tienen ningún tipo de conector en específico, sino que son capaces de conectar un módulo que contiene el puerto.

Esto permite que se pueda adaptar el puerto al tipo de medio y velocidad que se requiera. Es por ello que en el mercado podemos encontrar módulos con diferentes conectores RJ-45 o de fibra óptica. Además, se pueden encontrar dos tipos de módulos para poder conectar los puertos modulares.

El primero de ello se trata de un módulo GBIC, el mismo ha sido diseñado para ofrecer una mayor flexibilidad en la elección del medio de transmisión para Gigabit Ethernet. El segundo se trata del módulo SFP, es mucho más pequeño que el anterior y es utilizado por los fabricantes para así ofrecer los módulos tanto Gigabit como 10 GbE en cable UTP o fibra óptica.

Power Over Ethernet

Esta es una tecnología conocida como PoE, la cual permite lo que es el envío de alimentación eléctrica junto con los datos del cableado de una red ethernet. De esa forma permite suministrar la alimentación eléctrica a los dispositivos conectados a red Ethernet. Es decir, que un dispositivo que soporte la tecnología PoE puede obtener los datos como la alimentación por el cable conectado a la red.

Por lo general, esta tecnología es utilizada por los dispositivos como cámaras de video IP, Switches remotos, teléfonos de VoIP, puntos de acceso inalámbricos WiFi, entre algunos otros dispositivos que tengas acceso a una red Ethernet. Los mismos se caracterizan por no tener un consumo de energía elevado, ni una ubicación física que complique la instalación del cableado.

¿Cuáles son los tipos de conmutadores que existen actualmente y cual es mejor?

Actualmente existen diferentes tipos de switch en el mercado, cada uno de ello se utiliza de diferentes maneras, es por ello que aquí te vamos a explicar cada uno de estos tipos y sus principales características.

Switches desktop

Considerado hoy en día como el más básico de todos, el cual ofrece la función de conmutación básica donde no se cuenta con ninguna característica adicional. Es utilizado principalmente para lo que son las pequeñas empresas o redes doméstica que requieren de una interconexión de pocos ordenadores.

Al ser un equipo muy básico y sencillo no requiere de una configuración para su uso. Los mismos cuentan con una opción de autoconfiguración donde se configura cada uno de los puertos por si solos.

Entre las características más importante encontramos las siguientes:

• Los switches más recientes cuenta con características Auto MDI/MDI-X.
• La configuración de los puertos admite los estándar 10BASE-T y 100BASE-TX.
• Tiene un número de puerto que va desde los 4 hasta los 8 puertos RJ-45.

Switches perimetrales no gestionables

Son usadas principalmente para lo que es el diseño de redes de pequeño tamaño de prestaciones media.  No requieren de ninguna configuración y tienen características muy importantes que ayudan a que su funcionamiento sea mucho mejor. Además, posee una gran cantidad de números de puertos y ofrece la posibilidad de montaje en rack 19’’.

Teniendo esto en cuenta, aquí te enseñamos sus principales características:

• Suele tener un número de puertos que va desde los 4 hasta los 24, pudiendo ser solo de 4, 8, 16 o 24 puertos.
• En algunos casos ofrecen puertos adicionales que presentan un rendimiento mayor a los demás puertos ya existentes.
• Estos puertos suelen ser 10/100 RJ-45, los cuales aceptan el Auto MDI/MDI-X y autonegociacion. También existen algunos puertos modelos 10/100/1000.
• También podemos encontrar modelos no gestionables que ofrecen Power Over Ethernet PoE.

Switches perimetrales gestionables

Los Switches perimetrales gestionables son utilizados principalmente para la conexión entre los equipos de los usuarios en redes de medianas y grandes. Por lo general, estos se localizan en el nivel jerárquico inferior. Por lo general, estos tipos suelen ofrecer herramientas avanzadas de configuración y gestión.

De esta forma, te explicamos sus principales características:

• Tiene un número de puertos que van desde los 16 hasta los 48.
• También incluye puertos adicionales de mayores prestaciones GBIC o SFP, lo que permite la conexión de un switch troncal.
• Cuenta con modelos de puertos 10/100 y otros con puertos 10/100/1000, todos tienen un soporte para Audio MDI/MDI-X.
• Tienen funciones avanzadas de configuración.
• Algunos de sus modelos ofrecen el Power Over Ethernet.
• Tienen características avanzadas de gestión por SNMP, navegador web, puerto de consola, entre otros.

Switches troncales de prestaciones medias

Han sido diseñados para forma el núcleo o troncal de una red de tamaño medio. Los mismos tiene como función proporcionar altas prestaciones y funcionalidades avanzadas. Además, ofrece un nivel 3 de enrutamiento IP, lo cual hace que se diferencie de los switches perimetrales.

Las principales características de este tipo son las siguientes:

• Cuenta con características avanzadas de configuración de nivel 2.
• Suele ofrecer desde 24 hasta 48 puertos fijos con estándares 10/100 con conectores RJ-45.
• Presenta algunos puertos modulares para Gigabit Ethernet y 10 GbE para cables y fibras óptica.
• Niveles 2/3.
• Permite cubrir funciones de conmutación avanzadas del nivel
• Proporciona funciones de enrutamiento y gestión en el nivel 3.
• Permite expandir sus capacidades mediante la aplicación de switches.

Switches troncales de altas prestaciones

Estos tipos de conmutadores ofrecen un alto rendimiento en comparación a todos los anteriores. El formato habitual del mismo es de tipo chasis donde se instalan los módulos que se requieren. Por lo general, es utilizado en grandes redes corporativas o de campus. Incluso, en algunas ocasiones son usadas por los operadores para constituir sus redes metropolitanas.

Entre las características más importantes de estos switches encontramos los siguientes:

• Son altamente modulares con un chasis que tiene un número variable de slots donde se insertan los módulos con cada uno de los elementos requeridos.
• Tiene niveles 2/3/4.
• Cubre funciones de conmutación avanzadas de nivel 2.
• Proporcionan funciones de enrutamiento y gestión de niveles 3 y 4. Tiene una alta densidad de puertos, por lo general suelen superar los 500 puertos 10/100 y hasta 200 puertos Gigabit o 25 puertos 10GbE.
• Acepta módulos con tipos de puertos de cobre y fibra con velocidades 10/100/1000 Mbps.
• Enrutamiento en el nivel 3.
• Tienen características avanzadas para la configuración y gestión en el nivel 2.

¿Qué técnicas de conmutación utilizan los Switches informáticos?

Estos dispositivos suelen utilizar dos tipos de técnicas para lo que es la conmutación, estos les permite realizar la transferencia de datos entre los diferentes puertos. Por lo tanto, aquí te enseñamos cada una de estas técnicas.

Reenvío directo

La primera de ella se trata del reenvío directo, una técnica utilizada cuando uno de estos aparatos empieza a recibir datos de un puerto, no espera a leer la trama completa para reenviarla al puerto destino. Por lo tanto, una vez se comienza a leer la dirección de destino de la trama MAC, este empieza a transferir los datos al puerto destino.

Esto permite que el tiempo de envío de los datos sea bastante reducido, proporcionando así una mayor velocidad de transferencia. Sin embargo, el mismo solo puede usarse cuando todas las velocidades de los puertos sean iguales.

También presenta otro inconveniente, esto se debe a su funcionamiento. Por lo general, los switch propagan tramas erróneas o tramas afectadas por colisiones. Para poder corregir esto es necesario retrasar el reenvío hasta que se lean los primeros 64 bytes de trama, ya que dichas coaliciones sólo se presentan durante los primeros 64 bytes. Pero esto retrasaría el tiempo de envío de los datos al puerto destino.

Almacenamiento y reenvió

La segunda técnica que nos ofrece es el almacenamiento y reenvío, en este caso cuando el dispositivo recibe los datos por un puerto, almacena la trama completa en el buffer, donde seguidamente la reenvía para le puerto destino. Si comparamos esta técnica con la anterior resulta un poco más segura, ya que al momento de almacenarla permite realizar algunas comprobaciones de los posibles errores que estén presente antes de ser reenviada a su destino final.

Es así como esta técnica permite comprobar si existen algunos errores en la información antes de esta ser enviada al puerto destino.  El tiempo de duración de la comprobación va a variar dependiendo del tamaño de la trama, el mismo es superior al tiempo de espera que en la técnica anterior.

Sin embargo, como ya mencionamos anteriormente, la técnica anterior solo se puede usar cuando todos los puertos trabajan a la misma velocidad. Por lo tanto, esta técnica es imprescindible cuando estos no están trabajando con velocidades iguales.