Guía completa sobre switches y Ethernet: características, funcionamiento y direccionamiento

Características de los switches

Puertos

Los switches ofrecen diversos tipos de puertos para conectar dispositivos y definir sus beneficios:

• Número y tipo: Switches con 4, 8, 100 o más puertos.
• Velocidad y medio de transmisión: Velocidades de 10/100/1000 Mbps con cable UTP.
• Funcionamiento half y full dúplex: Aumenta la velocidad de transmisión de 100 Mbps a 200 Mbps.
• Puertos auto o puertos UPLINK: Interconexión de switches con cable directo.
• Puertos modulares GBIC y SPF: Switches de gama media-alta con módulos que contienen el puerto.
• Puerto de monitorización: Permite detectar el tráfico de red a través de un software.

POE (Power over Ethernet)

Tecnología que permite el envío de alimentación eléctrica y datos a través de un cable Ethernet, ideal para puntos de acceso inalámbricos.

PSE (Power Sourcing Equipment)

Dispositivos que generan la alimentación transmitida por los cables Ethernet:

• Endspans: Tienen electrónica para transmitir la señal de alimentación.
• Midspans: Inyectores de potencia.
• PD (Powered Devices): Dispositivos que reciben alimentación eléctrica.

Técnicas de conmutación

• Reenvío directo: Lee las direcciones MAC de destino y comienza a pasar los datos, ideal para mismas velocidades. Puede transmitir tramas erróneas. La mejora es retrasar el envío hasta leer los primeros 64 bytes.
• Almacenamiento y reenvío: Almacena los datos en el buffer para luego reenviarlos al destino, permitiendo comprobaciones de error. Se usa cuando las velocidades son distintas.

Switches gestionables

Equipos con configuración avanzada que necesitan configuración manual.

Definición y características de Ethernet

Ethernet es la tecnología más importante, usada y abierta en las redes LAN. Trabaja en las capas física y de enlace de datos, ofreciendo:

• Anchos de banda de datos entre 10-100000 Mbps.
• Fácil instalación y mantenimiento.
• Bajo costo.
• Alta capacidad de adaptación.
• Velocidades altas.
• Baja tasa de errores.

LLC (Logical Link Control)

Trabaja la comunicación entre las capas superiores e inferiores, añadiendo información de control para entregar el paquete al destino.

MAC (Media Access Control)

Subcapa inferior de la capa de enlace de datos, establecida en la NIC del PC. Se encarga de:

• Encapsulación de datos: Define los datos, direccionamiento y detecta errores.
• Control de acceso al medio: Controla la ubicación y recogida de tramas.

Direccionamiento físico

La dirección MAC tiene un valor binario de 48 bits expresados en 12 dígitos hexadecimales.

Procesamiento de tramas

Las estaciones, servidores, impresoras, switches y routers reciben direcciones MAC para reenviar mensajes en una red Ethernet. La NIC revisa la información para ver si la dirección MAC de destino coincide con la física del dispositivo. Si coincide, la NIC pasa la trama a las capas OSI para la encapsulación.

Tipos de transmisión

• Unicast: El origen envía un paquete a una dirección MAC e IP de destino unicast.
• Broadcast: El origen envía un paquete a todos los hosts de la red utilizando direcciones MAC e IP de destino broadcast.
• Multicast: El origen envía paquetes a un grupo de hosts miembros utilizando direcciones MAC e IP de destino multicast.

Dirección MAC vs. Dirección IP

• Dirección MAC: No cambia, similar al nombre de una persona. Es la dirección física.
• Dirección IP: Similar a la dirección de una persona, se basa en la ubicación real del host. Es la dirección lógica.

ARP (Address Resolution Protocol)

Se utiliza para encontrar la dirección de la capa de enlace de datos relacionada con la dirección IPv4 de destino. Los nodos registran direcciones IP y MAC de origen en tablas ARP (arp -a).