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¿Qué es un switch LAN y cómo funciona?

¿Qué es un switch LAN y cómo funciona?

Oficial de FS 2019-08-09

Ante el gran aumento del tráfico y la mayor rapidez de las CPU en los sistemas operativos, la red LAN (Local Area Network, por sus siglas en inglés) se congestiona cada vez más y experimenta sobrecargas. Con el fin de reducir la congestión y mejorar la velocidad de las redes LAN, un gran número de profesionales informáticos utilizan la tecnología de conmutación LAN y los switches LAN para mejorar el rendimiento de las tecnologías Ethernet tradicionales. Lo anterior, ya que no requieren costosas actualizaciones en el cableado o una reconfiguración del host que exige un gran esfuerzo en la reconfiguración. ¿Qué es un switch LAN y cómo funciona para enrutar el tráfico mediante el uso de la tecnología de conmutación LAN? En este artículo te daremos las respuestas.

Fundamentos de la tecnología de conmutación LAN

La conmutación LAN es un tipo de conmutación en la que los paquetes de datos se transfieren de un ordenador a otro a través de la red LAN. La tecnología de conmutación LAN es vital para el diseño de la red, ya que permite que el tráfico sólo se envíe a los lugares que se necesitan. La conmutación LAN incluye principalmente 3 métodos de conmutación: la conmutación de Capa 2 basada en hardware y basada en direcciones MAC, la conmutación de Capa 3 basada en direcciones IP y la conmutación de Capa 4 en la que se puede definir una Calidad de Servicio (QoS) o (Quality of Service) para cada usuario. Entre éstas, la conmutación de Capa 2 es la que más se utiliza para la segmentación de redes LAN. Como se indica en la siguiente ilustración, el switch LAN está conectado entre el bridge y el router para formar cuatro dominios de colisión. Esto permite un diseño de red más plano y con más segmentos de red que las redes tradicionales unidas por repetidores, hubs y routers.

lan switch

Una red LAN típica incluye uno o más switches LAN que pueden conectarse a un router, módem o bridge para el acceso a Internet. Otros dispositivos de red como cortafuegos, balanceadores de carga y detectores de intrusión de red también pueden estar incluidos en una red LAN. Las redes LAN avanzadas se caracterizan por el uso de enlaces redundantes con switches LAN que utilizan el protocolo de árbol de expansión para evitar bucles, brindar QoS y segregar el tráfico con las VLAN.

¿Qué es un Switch LAN?

El switch LAN es el componente fundamental que se utiliza en las redes LAN. ¿Qué es un switch LAN? Un switch LAN es un switch de red que interconecta dos o más redes LAN y reenvía los paquetes entre estas redes. La velocidad de un switch LAN no es superior a la de Gigabit. normalmente el switch LAN alcanza una velocidad máxima de 1000 megabits por segundo. La conmutación LAN emplea tres tipos de switches LAN, concretamente el switch de Capa 2, el switch de Capa 3 y el switch de Capa 4 que permiten enrutar el tráfico en las redes LAN. Como la mayoría de los switches LAN operan en la capa de enlace de datos (Capa 2), el switch de Capa 2 es el más utilizado y se puede encontrar en casi cualquier LAN. Este incluye algunas de las ventajas de los bridges y routers. Al igual que un puente, un switch capa 2 puede reenviar tráfico basándose en el header de la Capa 2. Al igual que un router, éste divide la red en segmentos lógicos, proporcionando una mejor administración, seguridad y gestión del tráfico multicast. Los switches de capa 3 o 4 requieren una tecnología más avanzada y son más caros, por lo que se utilizan más a menudo en redes LAN de mayor tamaño o en entornos de red específicos.

Tres métodos que un switch LAN emplea para enrutar el tráfico

Como se mencionó anteriormente, los switches LAN se basan en la conmutación de paquetes. En las redes LAN, el switch LAN establece una conexión entre dos segmentos para enviar los paquetes actuales. Tomando como ejemplo la conmutación de Capa 2, los paquetes entrantes se guardan en un área de memoria temporal en el servidor. La información de la dirección MAC contenida en el encabezado de la trama para el origen y destino del paquete es leída por el switch LAN y luego comparada con una lista de direcciones en la tabla de búsqueda del switch. Estos son los tres métodos que utiliza un switch LAN para enrutar el tráfico en el proceso de conmutación de Capa 2:

Cut-through: En el método cut-through, el switch LAN puede leer la dirección MAC una vez el paquete es detectado por el switch LAN. Después de almacenar los 6 bytes que componen la información de la dirección MAC, estos envían inmediatamente el paquete al nodo de destino, incluso cuando el resto del paquete está ingresando en el switch.

Store-and-Forward: El método de almacenamiento y reenvío (store-and-forward) guardará el paquete completo en el búfer y comprobará si hay errores antes de enviarlo al nodo de destino. Si el paquete tiene un error, se descarta. Si no, el switch buscará la dirección MAC y enviará el paquete al nodo de destino. Muchos switches LAN pueden combinar estos dos métodos, utilizando la función "cut-through" hasta que se alcanza un cierto nivel de error y, a continuación, cambiar a la función "store-and-forward".

Sin fragmentación: El método "Sin fragmentación" es el menos común. Éste funciona de forma similar al método Cut-through, salvo que almacena los primeros 64 bytes del paquete antes de enviarlo. Esto se debe a que la mayoría de los errores, y todas las colisiones, ocurren durante los 64 bytes iniciales de un paquete.

Soluciones de conmutación LAN de FS

La tecnología de conmutación LAN te permite mejorar la eficiencia general de las redes de área local y a abordar los problemas de ancho de banda existentes mediante el uso adecuado de los switches LAN. FS te proporciona una gama completa de switches LAN que funcionan a velocidad Gigabit, incluyendo el switch administrable PoE+, los switches Gigabit modelo S3900/S5800 para conmutación de Capa 2 o Capa 3. Estos switches se encuentran disponibles con distintos números de puerto y configuraciones opcionales para cumplir con las exigencias de la conmutación LAN de forma eficaz.

Tipo de switch ID Cantidad de puertos Capa de switch Capacidad de conmutación Consumo de energía
Switch PoE+
73457
8 Puertos
Capa 2+
18Gbps
150W
73459
24 Puertos
Capa 2+
52Gbps
400W
35252
48 Puertos
Capa 2+
180Gbps
600W
Modelo S3900
72944
24 Puertos
Capa 2+
128Gbps
21W
72945
24 Puertos
Capa 2+
128Gbps
43W
72946
48 Puertos
Capa 2+
176Gbps
45W
Modelo S5800
29127
48 Puertos
Capa 2/3
176Gbps
75W

Conclusión

La conmutación LAN incorpora una alta escalabilidad y seguridad con facilidad de gestión. Actualmente, los switches LAN con velocidades relativamente bajas se utilizan comúnmente en la topología de encadenamiento y de anillo debido a la limitada extensión geográfica de la red LAN. Para el entorno de red de área extendida (WAN), se necesitan switches de red con mayor velocidad y capacidad, como por ejemplo el switch de 10 gbps, el switch de 40 gbps y el switch de 100 gbps.


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