Interconexión de Redes: Funcionamiento de Puentes, Conmutadores y Routers

Puentes (Bridges) y Conmutadores (Switches)

Elementos de red que poseen capacidad de control, ya que almacenan y reenvían las tramas que les llegan por sus puertos en función de su contenido. Se utilizan para interconectar LAN del mismo tipo o diferentes. El puente aísla el tráfico de la red en segmentos.

Por ejemplo, si necesitamos una red Ethernet con una longitud mayor de 2.5 km, podemos instalar un puente en la mitad de la red, asignando a cada segmento una longitud no superior a 2.5 km, con lo que tendríamos una red de hasta 5 km de longitud.

Nivel de Operación (Puentes)

Los puentes operan a Nivel 2 del modelo OSI. Su unidad de operación básica es la trama.

Fases en el paso de la trama entre segmentos:

1. Almacena en memoria la trama recibida.
2. Comprueba el CRC (Código de Redundancia Cíclica) para no transmitir tramas erróneas.
3. (Opcional) Algunos puentes son capaces de adecuar la trama al segmento de destino.
4. Reenvía la trama si el destino es alcanzable a través del segmento correspondiente.

Conmutador (Switch)

Es un dispositivo con funciones de Nivel 2 del modelo OSI. Se parece a un puente en su funcionamiento, pero presenta algunas características distintivas:

• El switch es siempre local.
• Conecta segmentos de red en lugar de redes completas.
• Ofrece mayor velocidad que un puente tradicional.
• Permite repartir el ancho de banda de la red de forma apropiada en cada segmento.
• Son apilables (stackable).
• El ancho de banda total del switch (backplane) suele estar por encima del ancho de banda sumado de cada puerto.
• Algunos modelos pueden conectar segmentos de red de distinto tipo (ej. Ethernet y Fast Ethernet).
• Son gestionables mediante protocolos estándar de gestión de red (ej. SNMP).

El Encaminador o Router

Los encaminadores (routers) son dispositivos de software o hardware configurables para encaminar paquetes entre sus distintos puertos utilizando la dirección lógica (IP). Interconectan LAN operando a Nivel 3 del modelo OSI.

Su funcionamiento está condicionado por el protocolo de red (ej. IP). Esto implica un análisis más profundo de los paquetes, lo que puede afectar al rendimiento en comparación con switches. Un router divide redes lógicas (subredes), aísla el tráfico entre segmentos y detiene el tráfico de broadcast.

Es crucial tener en cuenta el protocolo de red que debe encaminar; por ejemplo, un router configurado para encaminar TCP/IP no puede, por defecto, encaminar otros protocolos como IPX/SPX sin configuración adicional o soporte multiprotocolo.

Algoritmos de Encaminamiento

Encaminamiento Estático

La tabla de encaminamiento es programada manualmente por el administrador de la red. Estos routers carecen de capacidad para aprender la topología de la red por sí mismos.

Encaminamiento Dinámico o Adaptativo

Son capaces de aprender por sí mismos la topología de la red mediante el intercambio de información con otros routers. Por tanto, son mucho más flexibles que los estáticos, aunque su configuración inicial puede ser más compleja y consumen más recursos (CPU, memoria, ancho de banda). Algunos protocolos de encaminamiento dinámico comunes son RIP, RIPv2 y OSPF (o protocolos basados en SPF como OSPF).