Cambios en la red:una inmersión profunda
A Switch de red es una pieza fundamental de hardware de red que conecta dispositivos dentro de una red, como computadoras, servidores, impresoras e incluso otros interruptores. Funciona en la capa de enlace de datos (capa 2) del modelo OSI, utilizando principalmente las direcciones MAC para reenviar paquetes de datos entre dispositivos.
Piense en un interruptor como un policía de tráfico para su red. Dirige inteligentemente los paquetes de datos a sus destinatarios previstos dentro de la red local, en lugar de transmitirlos a todos como un centro (un dispositivo más antiguo y menos eficiente).
Aquí hay un desglose de aspectos clave:
1. Cómo funciona:
* Tabla de direcciones MAC: El interruptor mantiene una tabla de direcciones MAC y los puertos a los que están conectados. Esta tabla se aprende dinámicamente a medida que los dispositivos se comunican a través del interruptor.
* Aprender direcciones MAC: Cuando un dispositivo envía un marco al conmutador, el conmutador examina la dirección MAC de origen y la asocia con el puerto en el que llegó el marco. Agrega esta información a su tabla de direcciones MAC.
* marcos de reenvío: Cuando llega un marco con una dirección MAC de destino, el conmutador verifica su tabla de direcciones MAC:
* Si se conoce el destino Mac: El conmutador reenvía el marco * solo * al puerto asociado con esa dirección MAC (unicast). Esto reduce significativamente la congestión de la red.
* Si el destino Mac es desconocido: El interruptor inunda el marco de todos los puertos, excepto en el que recibió el marco (transmisión). El dispositivo de destino luego responderá y el conmutador aprenderá su dirección MAC.
* Broadcast: El cambio hacia adelante hacia adelante los marcos de transmisión (destinados a todos los dispositivos) fuera de todos los puertos, excepto el puerto de origen.
2. Características y características clave:
* operación de capa 2: Funciona principalmente en la capa de enlace de datos (capa 2 de OSI), utilizando direcciones MAC para reenviar. Algunos interruptores también funcionan en la capa 3 (direcciones IP), convirtiéndose más en los enrutadores.
* Métodos de reenvío:
* Store-and-Forward: El interruptor recibe todo el marco, lo verifica por errores y luego lo reenvía. Esto proporciona verificación de errores pero introduce latencia.
* Corte: El conmutador reenvía el marco tan pronto como haya leído la dirección MAC de destino, minimizando la latencia pero sin verificación de errores.
* puertos: Los interruptores tienen múltiples puertos para conectar varios dispositivos. Las velocidades del puerto pueden variar (por ejemplo, 10/100/1000 Mbps Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, etc.).
* Dúplex completo: Los interruptores generalmente funcionan en modo Full-Duplex, permitiendo que los dispositivos envíen y reciban datos simultáneamente, aumentando el ancho de banda de la red.
* gestionado vs. sin administrar:
* Interruptores no administrados: Dispositivos simples, plug-and-play. No se requiere configuración. Adecuado para pequeñas redes.
* Switches administrados: Ofrezca características más avanzadas como VLAN, QoS, Mirrorización de puertos y administración remota. Proporcionar más control y seguridad.
* vlans (LAN virtual): Permitirle segmentar lógicamente una red en dominios de transmisión más pequeños. Esto mejora la seguridad y el rendimiento.
* Qos (calidad de servicio): Le permite priorizar ciertos tipos de tráfico de red (por ejemplo, VOIP, videoconferencia) para garantizar que reciban un ancho de banda adecuado.
* Poe (Power Over Ethernet): Algunos interruptores proporcionan alimentación a los dispositivos sobre el cable Ethernet (por ejemplo, teléfonos IP, cámaras de seguridad).
* Protocolo de árbol de expansión (STP): Se utiliza para prevenir bucles en topologías de red redundantes, asegurando una operación estable.
3. Cómo se usan los interruptores en las redes:
* Conectación de dispositivos: Los interruptores son los medios principales para conectar computadoras, servidores, impresoras y otros dispositivos dentro de una red local (LAN).
* Creación de LAN: Los interruptores forman la columna vertebral de LAN en hogares, oficinas y centros de datos.
* NEDES DE SEGIMING: Los interruptores administrados con VLAN le permiten dividir una red en segmentos más pequeños y más manejables.
* Aumento del ancho de banda: Los interruptores proporcionan ancho de banda dedicado a cada dispositivo conectado, a diferencia de los centros, que comparten el ancho de banda.
* Conectando a los enrutadores: Los interruptores a menudo se usan para conectar dispositivos a un enrutador, que proporciona acceso a Internet.
* Centros de datos: Los interruptores son esenciales para conectar servidores, dispositivos de almacenamiento y otros componentes de infraestructura en los centros de datos.
* VoIP Networks: Los interruptores se utilizan para conectar los teléfonos IP y proporcionar POE (alimentación sobre Ethernet) para alimentarlos.
* Seguridad: Los conmutadores administrados proporcionan características de seguridad como seguridad de puerto y filtrado de direcciones MAC.
4. Ventajas de usar interruptores:
* Rendimiento mejorado: Los conmutadores reducen la congestión de la red reenviando los datos solo al destinatario previsto.
* aumentó el ancho de banda: Los interruptores proporcionan ancho de banda dedicado a cada dispositivo conectado.
* Seguridad mejorada: Los conmutadores administrados ofrecen características de seguridad para proteger la red.
* escalabilidad: Los interruptores se pueden agregar fácilmente a una red para acomodar más dispositivos.
* Managabilidad: Los conmutadores administrados proporcionan herramientas para monitorear y administrar la red.
5. Ejemplos de casos de uso del interruptor:
* Network Home: Conectando computadoras, computadoras portátiles, televisores inteligentes y consolas de juegos a un enrutador para el acceso a Internet.
* Oficina pequeña: Conectando computadoras, impresoras y servidores dentro de la oficina.
* gran empresa: Conectando miles de dispositivos en múltiples edificios, utilizando VLAN para segmentar la red y los interruptores administrados para características avanzadas.
* Centro de datos: Conectando servidores, dispositivos de almacenamiento y otros componentes de infraestructura con interruptores de alta velocidad para un rendimiento óptimo.
En resumen:
Los interruptores son un componente crítico de las redes modernas. Proporcionan una forma confiable, eficiente y segura de conectar dispositivos dentro de una red local. Su capacidad de reenviar de manera inteligente los paquetes de datos basados en direcciones MAC mejora significativamente el rendimiento de la red en comparación con las tecnologías más antiguas como los centros. Comprender cómo funcionan los interruptores es esencial para cualquier persona involucrada en la administración de la red, el diseño o el mantenimiento.