Dispositivos de Interconexión de Red: Funcionamiento y Tipos Esenciales

Repetidores (Repeaters)

El repetidor es un elemento que permite la conexión de dos tramos de red y que tiene como función principal regenerar la señal para permitir alcanzar distancias mayores. Trabaja únicamente en la capa física de la red sin realizar ningún tipo de filtrado de los datos que viajan por la misma. Se limita a amplificar las señales que le llegan y volverlas a enviar.

Soluciona, en parte, el problema de la longitud máxima de segmento en la red. Puede conectar segmentos que utilizan distintos medios físicos con un retardo mínimo, y su funcionamiento es transparente para los nodos de la red, pero introduce retardo en los segmentos de red que interconecta y propaga errores y colisiones, generando más posibilidades de congestión en la red.

Concentradores (Hubs)

El hub agrupa conexiones de red en un solo punto. Todos los dispositivos conectados pueden escuchar el tráfico que pasa por él, pudiendo haber colisiones si dos dispositivos transmiten a la vez. Por ello, el ancho de banda disponible para cada dispositivo conectado es inversamente proporcional al número de dispositivos conectados.

Es una buena solución de interconexión únicamente bajo consideraciones de poca necesidad de ancho de banda y bajo coste.

Puentes (Bridges)

Unen LAN con distintos niveles de enlace y/o físico —distintas velocidades, cableado y/o protocolos de enlace—. La traducción por software (analizando cabeceras de tramas y direcciones MAC de destino) implica un cierto retardo.

Bloquean las colisiones entre segmentos de red, mejorando el rendimiento de la misma al no retransmitir todo el tráfico de un segmento al otro, pero no filtran los mensajes de broadcast, pudiendo ocasionarse la llamada "tormenta de broadcast". La mayoría de los bridges utilizan tablas dinámicas, de modo que tienen capacidad de aprendizaje. Cuando el bridge recibe una trama cuya dirección MAC de destino es desconocida, la enviará por saturación a todos sus puertos, excepto a aquel por el que la recibió. Si el destinatario está conectado al bridge y responde con otra trama, el bridge incorporará dicha dirección MAC a su tabla de direcciones.

No puede haber bucles o lazos activos entre bridges; es decir, si hay caminos redundantes para ir de un equipo a otro, solo uno de ellos debe estar activo, mientras que el redundante debe ser de backup. Para tal cometido se usa el algoritmo STP (Spanning Tree Protocol), mediante el cual se deshacen los bucles en los caminos redundantes.

Tipos de Bridge

• Simple: Enlaza dos segmentos de LAN. Mantiene una lista con las estaciones de cada puerto o segmento, y necesita ser configurado manualmente (escribiendo las direcciones MAC de cada puerto).
• Multipuerto: Funcionan como switch y hub de cableado para topologías de estrella.
• Transparente: Almacena automáticamente la dirección de origen de cada trama y el segmento de red al que pertenece, aprendiendo con el tiempo las direcciones MAC ubicadas en cada puerto.
• Local: Une dos segmentos de LAN próximos.

También existen los bridges inalámbricos, que unen dos redes cableadas mediante un enlace inalámbrico, permitiendo establecer conexiones a distancias de kilómetros.

Conmutadores (Switches)

Esencialmente son bridges multipuerto, pero comunican segmentos de red próximos y del mismo tipo (mismos protocolos), pudiendo adaptar tan solo cableado y velocidades diferentes. Conmutan por hardware (más rápido que los bridges) y favorecen las topologías de estrella, fácilmente escalables.

Los switches aprenden dinámicamente a relacionar cada dirección MAC con su número de puerto correspondiente. Aíslan el tráfico de cada segmento, enviando las tramas solo por el puerto por el que deben ir. Si no consiguen ubicar una dirección de destino, difunden la trama por todos los puertos.

La segmentación en dominios de colisiones y la gestión de la tabla de direcciones mejora notablemente el rendimiento de la red. Pueden corregir errores y procesar múltiples tramas a la vez. Pueden soportar LAN virtuales (VLAN).