El significado de conmutador de red en informática no ha cambiado pese a la evolución de las arquitecturas de red. Así que si está buscando una forma de dividir su cable Ethernet o Lan, está en el lugar indicado. A nivel de configuración, este dispositivo actúa sobre el encaminamiento de los datos. También sirve para transportar tráfico bidireccionalmente entre varios dispositivos conectados, o entre máquinas alojadas en centros de datos. Esto es lo que es un dispositivo de conmutación y cuál es su cometido.
Si es cierto que la virtualización, la computación en la nube, la movilidad empresarial, el Internet de las cosas y el Big Data han cambiado los paradigmas de trabajo y de negocio de todo el macrocosmos empresarial, el presente y el futuro de las redes se centra en los conmutadores de red.
Desde las grandes empresas hasta las start-ups, también es cierto que las infraestructuras de red han cambiado los protocolos y los requisitos con respecto al tráfico de datos que se mueve. Para quienes no estén familiarizados con la historia de estas tecnologías y con el funcionamiento y la evolución de Ethernet, al final de este artículo encontrará un útil glosario que le servirá de guía para entender los términos.
Índice de temas
Guía de redes: cómo configurar un conmutador en un sistema de red
¿Por qué es importante utilizar un conmutador de red?
Aquí la explicación. Un nodo, es decir, cualquier dispositivo de hardware (PC, impresora, módem, fax, etc.) capaz de comunicarse con otras partes de un sistema, puede intentar acceder a la red en cualquier momento. Si el dominio al que pertenece tiene la red ocupada por otra transmisión en curso, se produce la llamada colisión.
El nodo debe esperar un tiempo aleatorio antes de intentar transmitir de nuevo sus datos. El tiempo aleatorio aumenta con cada nuevo intento fallido. En situaciones de tráfico intenso, esto puede provocar un rápido deterioro del rendimiento de la red. Dado que los dispositivos como los repetidores o los concentradores se limitan a reenviar cada transmisión recibida a todos los nodos a los que están conectados. La ampliación de una red mediante este tipo de dispositivos puede dar lugar a dominios de colisión cada vez más grandes y, por tanto, menos eficaces.
Qué es un conmutador de red
En la configuración de una red local, el conmutador sirve para dividir el cable Ethernet o Lan y gestionar el tráfico de datos cuando hay varios nodos conectados, separando los llamados dominios de colisión conectados a sus puertos. En caso de que dos o más computadoras conectadas a puertos diferentes transmitan simultáneamente, los paquetes de datos pueden pasar por el conmutador de forma sincronizada, sin colapsar el sistema de red.
¿Cuál es la diferencia entre Ethernet y LAN?
Las redes de área local (LAN) pueden extenderse hasta unos pocos kilómetros, pero no pueden ir más allá de un cierto límite. Son redes de difusión, con velocidades de 10, 100, 1000 Mbps.
Ethernet hace referencia a las tecnologías y sistemas estandarizados utilizados en las redes LAN. Con el tiempo, Ethernet ha sustituido a otras tecnologías para redes LAN cableadas (como ARCnet, FDDI, Token ring).
4 pasos para configurar un conmutador lan doméstico
Ahora que ya sabe que para dividir un cable LAN necesita un conmutador, pasemos a cómo configurarlo. ¿Cómo configurar un conmutador de red frente a un router, cómo conectarlo? ¿Cómo funciona la configuración de un conmutador LAN? La configuración de un conmutador lan doméstico sólo requiere 4 pasos:
1) Configure el router para que acepte conexiones IP para cada puerto presente utilizando el menú de opciones.
2) Configure el cortafuegos para las conexiones entrantes de todos los puertos, incluido aquel al que se va a conectar el conmutador. Esto evita que cualquier virus o malware instalado inadvertidamente en uno de los PC se propague a toda la red a través de los dispositivos presentes.
3) Conecte un cable Ethernet a cualquier puerto del router ADSL y al puerto denominado LAN1 del conmutador (en algunos dispositivos se denomina LINK o SWITCH o COND).
4) Una vez que haya conectado el cable de alimentación al conmutador, compruebe que se le ha asignado una dirección IP.
Cómo funciona un conmutador de red y para qué se utiliza
Desde un punto de vista técnico, la importancia del conmutador en una configuración de red es conmutar los paquetes de datos dentro de la LAN (red de área local). Se utiliza el control de acceso al medio (MAC) entrante y saliente, es decir, la dirección física, asignada de forma única por el fabricante de cada tarjeta Ethernet o inalámbrica, según la norma ISO/OSI.
Gracias a la correspondencia única puerto/dirección, es así como los datos son correctamente encaminados por el conmutador LAN, garantizando la calidad de la conectividad. Cada conmutador consta de una o varias tarjetas con puertos. Cada uno de ellos puede conectarse a un denominado nodo, que puede ser una estación, otro dispositivo de conmutación, un concentrador o cualquier otro dispositivo.
En su configuración estándar, un conmutador LAN normalmente reenvía los paquetes de datos entrantes desde cualquiera de sus puertos sólo al nodo destinatario. Gracias a la inteligencia de aplicación distribuida en cada tarjeta individual, un conmutador reconoce el paquete de datos en el flujo de bits.
También reconoce la dirección del destinatario y decide a qué puerto de salida debe reenviarse el paquete. El administrador del sistema, por su parte, puede configurar el dispositivo de conmutación para gestionar la priorización del tráfico. Lo hace determinando qué flujos deben favorecerse sobre otros menos importantes.
Ethernet: significado y ventajas de los conmutadores de 10 Gigabits
A nivel empresarial, el uso exclusivo de conmutadores para conectar nodos (con exclusión de concentradores y puentes) aumenta la eficacia de una red 10Base-T típica al proporcionar una velocidad diez veces superior (10 gigabits por segundo) a la del estándar Gigabit Ethernet (GbE). Esto resulta más rentable que una red 100Base-T con una configuración de bus lógico.
Mientras que hasta hace unos años, los conmutadores 10GbE eran adoptados principalmente por los centros de datos y las grandes empresas, a nivel de la red central, con la función de agregar flujos de datos a velocidades inferiores. Hoy en día, las redes medianas y pequeñas también están recurriendo a este tipo de norma.
Cómo conectar un conmutador Ethernet a un router
Para conectar un conmutador Ethernet a un router, deben realizarse los siguientes pasos.
El interruptor debe colocarse en un espacio donde pueda disipar el calor. Tras conectarlo a la fuente de alimentación, se encenderán los distintos LED que indican su funcionamiento.
El cable Ethernet debe conectar uno de los puertos libres del conmutador con uno de los puertos Lan del router.
De este modo, la conexión a Internet se comparte con los dispositivos conectados al conmutador.
Los mejores conmutadores de red
Muchas variables (velocidad, silencio, espacio ocupado, etc.) determinan la elección de qué interruptor comprar. He aquí una breve selección de algunos de los mejores conmutadores en función del número de puertos, es decir, en función de cuántos dispositivos necesite conectar en ese momento, o en función de su valoración de lo que necesitará a corto y medio plazo.
Conmutador de 8 puertos
TP-Link TL-SF1008D Conmutador Gigabit de 8 puertos, 10/100/1000 Mbps
Conmutador Gigabit de 8 puertos D-Link DGS-108
Conmutador Gigabit Ethernet de sobremesa de 8 puertos Zyxel
Conmutador no gestionado Cisco Business CBS110-8T-D 8 puertos GE
Conmutador Ethernet Gigabit no gestionado de 8 puertos Netgear GS308GE
conmutadores 5 puertos
D-Link Go-Sw-5G Conmutador Gigabit de 5 puertos Serie Dlinkgo
Conmutador Ethernet Gigabit de 5 puertos TP-Link LS105G
Conmutador Ethernet Gigabit no gestionado de 5 puertos Netgear GS305G
Conmutador Gigabit de 5 puertos de sobremesa/pared Tenda SG105
Conmutador de 4 puertos y conmutador de 2 puertos
Para las redes pequeñas, se pueden encontrar conmutadores de bajo coste de todos los fabricantes con una oferta completa, que incluye conmutadores de 4 puertos y conmutadores de 2 puertos. Existe una amplia selección de productos en los mercados en línea y sitios de comercio electrónico más habituales, así como en los mejores revendedores.
¿Qué ha supuesto la adopción de la tecnología Gigabit Ethernet?
Básicamente, la tecnología Gigabit Ethernet funciona y se está convirtiendo en el estándar de conectividad, incluso en computadoras de escritorio. Esto se debe tanto a que los puertos GbE cuestan menos hoy en día como al ancho de banda asociada a la creciente digitalización de nuestra sociedad. Un signo de los tiempos es que muchas computadoras de mesa y portátiles ya están equipadas con puertos GbE.
Sin embargo, esta amplia adopción del GbE ha provocado un aumento significativo de la cantidad de tráfico en el borde, es decir, en la periferia de la red. Hoy en día, el resultado es que, aunque siguen funcionando, las infraestructuras de red GbE existentes tienden a generar cuellos de botella y ralentizaciones. Este es especialmente el caso cuando las aplicaciones que consumen mucho ancho de banda se utilizan mucho en las organizaciones, ya sean grandes o pequeñas. Por eso, al hablar de la importancia del conmutador, es importante comprender cómo la tecnología 10GbE se está convirtiendo también en una necesidad técnica en las redes periféricas.
Conmutadores: en el futuro de las redes, ¿mejor cobre o fibra?
El desarrollo de redes tiene un gran pasado y un gran futuro. En 2002 se aprobó la especificación IEEE 802.3ae, que facilitó la difusión de la norma 10GbE. A continuación, las grandes organizaciones lo implantaron en fibra, en sus centros de datos, así como en las redes troncales a nivel corporativo, para dar soporte a las aplicaciones de misión crítica que requieren un gran ancho de banda.
Sin embargo, la evolución tecnológica y las inversiones de los fabricantes no se han detenido. En 2006, el instituto IEEE llegó a ratificar la especificación de la norma 10GBASE-T (IEEE 802.3an). Éste también admite una capacidad de 10 gigabits por segundo, pero utilizando cables de cobre. Hoy en día, este último, si es en CAT6 (apantallado) o CAT7, puede soportar una longitud de hasta 100 metros en instalaciones.
Así, si ayer la tecnología 10GBASE-T no alcanzó el éxito de mercado esperado, debido principalmente al coste de los conmutadores, su consumo energético y los niveles de latencia, hoy las cosas han cambiado mucho.
La importancia del consumo energético y la latencia
Desde 2013, se han producido una serie de avances fundamentales que han permitido sacar al mercado conmutadores de 10 gigabits con puertos de cobre con una relación precio/rendimiento muy atractiva. Así, mientras que ayer los conmutadores de cobre solían requerir hasta 20 W (vatios) por puerto, han aparecido dispositivos que consumen menos de 4 W por puerto. Por otro lado, en términos de latencia, dependiendo del tamaño del paquete, el retardo de los dispositivos 10GBASE-T se sitúa entre 2 y menos de 4 µs (microsegundos). Este nivel hace que el uso de esta tecnología sea aceptable incluso en aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, como la gestión de audio/vídeo, la copia de seguridad de datos o el almacenamiento en red.
Simplificar las complejidades de la aplicación
Otra ventaja de la tecnología 10GBASE-T es el hecho de que es compatible con las redes corporativas basadas en estándares anteriores que aún están en funcionamiento. Esto se aplica a las redes Fast Ethernet de 100 Mb/s (100BASE-T) y a las redes Gigabit Ethernet (GbE) de 1000 Mb/s (1000BASE-T). Esto significa interoperabilidad y la posibilidad de mantener o reutilizar, durante la instalación, los tipos de cable, CAT6, CAT6a o CAT7, ya presentes en la infraestructura.
Esto no sólo reduce la complejidad del cableado, sino que también evita la compra de costosos cables y equipos de fibra. Una ventaja que se traduce en una mayor reducción de los gastos de Capex, sobre todo cuando el tamaño del cableado a realizar es importante. Además, otra ventaja es la posibilidad de trabajar con la familiaridad y practicidad de utilizar conectores RJ45 para conectar los distintos dispositivos. Conectores que, en esencia, funcionan en modo plug-and-play.
Por último, hay que tener en cuenta que el despliegue de una infraestructura de red de cobre también puede ser menos complicado y más barato de gestionar y mantener que uno de fibra. De hecho, esta última requiere técnicas más sofisticadas para terminar la fibra en el cableado, así como costosos equipos de prueba para comprobar la funcionalidad y la conectividad. Actividades de mantenimiento y pruebas que, además, requieren personal experimentado e instaladores especializados y certificados.
Diferencias entre un concentrador y un conmutador
Un concentrador es un dispositivo de red que actúa como concentrador. Actúa como el nodo de clasificación de datos de una red con una lógica de bus es una topología física en estrella. Tanto un concentrador de red como un conmutador realizan la misma función. La diferencia es que un concentrador transmite la información por toda la red exponiéndola a todos los dispositivos. Un conmutador es capaz de aumentar el nivel de seguridad de la red garantizando que esta información se dirige a un dispositivo específico.
Guía de terminologías de conmutación LAN: historia, significado y acrónimos
I SO/OSI
Se trata de una norma para redes informáticas cuyas siglas significan Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) y que fue establecida por la Organización Internacional de Normalización (ISO), el principal organismo internacional de normalización. La OSI establece en una arquitectura de red cómo se compone la pila de protocolos de comunicación. Lo hace según una estructura de 7 capas que, según un modelo lógico-jerárquico, realiza todas las funcionalidades.
Protocolo de red
Se trata de un conjunto de reglas que deben cumplir dos máquinas para comunicarse entre sí. El uso de protocolos es necesario cuando el tipo de máquina varía (por ejemplo, computadora y PDA) o, más sencillamente, cuando el fabricante es diferente. La combinación de varios protocolos define una arquitectura de red por capas. Esto no es más que una abstracción para conceptualizar la funcionalidad lógica de un sistema de red.
Ethernet
Los orígenes se remontan a la historia. La idea de crear una familia de tecnologías estandarizadas para mejorar el funcionamiento de las redes de área local surgió de Robert Metcalfe y David Boggs (su ayudante) en Xerox PARC. En 1975, bautizaron el sistema con el nombre de Ethernet. Se inspiraron en el éter luminífero, a través del cual se pensaba antaño que se propagaba la radiación electromagnética. El éxito de este enfoque llevó a un grupo de empresas (Xerox, Intel y Digital Equipment) en 1978 a caracterizar mejor las especificaciones técnicas a nivel físico (incluyendo tipos de conectores, tipos de cables, tipos de transmisión, etc.) y a nivel MAC.
IEEE 802.3
En 1985, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (una asociación internacional de científicos y profesionales) perfeccionó y consolidó Ethernet creando una norma tecnológica basada en la especificación original. Esto dio lugar a una familia de nuevos protocolos, denominados IEEE 802. Posteriormente, la norma Ethernet como tal dejó de mantenerse. Pero el término sigue utilizándose como sinónimo de IEEE 802.3, aunque no coincide completamente.
10Base-T
Se trata de una especificación de capa física de la norma IEEE 802.3, caracterizada por velocidades de transmisión en banda base de 10 Mbps a través de dos pares de cables telefónicos trenzados y no apantallados de categoría 4 o 5.
CSMA/CD
Acrónimo de Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones). Es un protocolo de acceso múltiple, una evolución del protocolo CSMA de la capa MAC. Se creó para la resolución de conflictos de transmisión. Es decir, resuelve las colisiones, debidas al CSMA puro, que se producen en un determinado dominio de colisión en las redes de área local cableadas de tipo broadcast.
100BASE-T
Se trata de una de las diversas normas CSMA/CD para cables UTP (par trenzado no apantallado, es decir, cables sin apantallar utilizados para conectar redes Ethernet) a 100 Mbps. Incluye: 100BASE-TX (100 Mbps sobre dos pares – cables Cat 5 o mejor), 100BASE-T4 (100 Mbps sobre cuatro pares – cables Cat 3, obsoletos), 100BASE-T2 (100 Mbps sobre dos pares Cat 3 o mejor, obsoletos). La longitud de segmento para un cable 100BASE-T está limitada a 100 metros (como 10Base-T y 1000Base-T). Todos forman o formaron parte de la norma IEEE 802.3 CSMA/CD aprobada en 1995.
Autobús
Canal de comunicación que permite a los periféricos y componentes de un sistema electrónico intercambiar información o datos del sistema entre sí mediante la transmisión de señales.
Gigabit Ethernet: GbE (norma IEEE 802.3z sobre fibra y norma IEEE 802.3ab sobre cobre)
Es la evolución a 1.000 Mbit/s del protocolo Fast Ethernet (norma IEEE 802.3u) que funciona a 100 Mbit/s. Para hacer posible Gigabit Ethernet, fue necesario introducir cambios en el protocolo IEEE 802.3u.
Por Laura Zanotti
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