Hubs

Definición y funcionamiento

El hub centraliza las conexiones de una red, manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que la falla de una estación provoque la caída de toda la red. El hub más común es el que:

  • Envía las señales que recibe por todas sus salidas conectadas.
  • Provoca que la información enviada por una estación sea recibida por todas las demás.
  • Trabaja en la capa física de la arquitectura de red.

Conclusiones sobre el funcionamiento de un hub

  • El hub envía información a ordenadores que no están interesados. A este nivel solo hay un destinatario de la información, pero para asegurarse de que la recibe, el hub la envía a todos los ordenadores conectados a él.
  • Este tráfico añadido genera más probabilidades de colisión.
  • Un hub funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red.
  • Los hubs tienen un único dominio de colisión. Esto significa que si dos equipos provocan una colisión en un segmento asociado a un puerto del hub, todos los demás dispositivos, incluso en diferentes puertos, se verán afectados.

De igual manera, se verían afectados si una estación envía un mensaje de broadcast, debido a que un hub también tiene un solo dominio de difusión.

Interconexión de varios Hubs

  • La conexión con otro hub se realiza a través de enlaces especiales denominados cruzados (que suelen corresponderse con el primer o el último puerto, dependiendo del modelo y del fabricante).
  • Normalmente, se conecta ese puerto manteniendo activado un botón, denominado crossover (si dispone de él), con otro puerto normal de otro hub (que no sea el primero o el último).
  • En algunos casos, el puerto de cruce del hub no dispone de ese botón y siempre está activo (es decir, no se puede utilizar para una conexión normal de las estaciones) y suele marcarse con el nombre uplink.

Interconexión de hubs en cascada

Esta configuración es muy simple, pero tiene el problema de que no permite más de cuatro concentradores si la red trabaja a 10 Mbps, y dos si trabaja a 100 Mbps.

Interconexión de hubs en estrella

Se conecta en el puerto cruzado con el concentrador central. Esta configuración permite conectar muchas más estaciones y solo está limitada por el número de puertos del hub central.

Switches

Definición y funciones

Los switches son dispositivos que permiten la interconexión de redes a nivel de enlace de datos. Solo permiten conectar LAN que utilizan los mismos protocolos (a nivel físico y de enlace). Su principal función es segmentar la red para aumentar su rendimiento.

Ventajas de los switches

En una LAN, existe un medio que comparten todas las estaciones. Al aumentar el número de estas, aumenta también el tráfico de red y, cuando cada una desea transmitir, debe esperar mucho más tiempo a que le llegue su turno, o las colisiones se producirán con más frecuencia. En estas condiciones, es conveniente segmentar (dividir) la red utilizando un switch.

Al contrario que el hub, un switch envía las tramas que le llegan solamente por el puerto de salida donde se encuentra la estación destinataria. Para ello, el switch comprueba el campo de la dirección de destino del mensaje (MAC de destino) y la redirige por el puerto correspondiente. Si desconoce el lugar donde se encuentra el destino, entonces el switch se comporta como un hub.

Dominios de colisión

Cuando un switch conecta varias redes o varias estaciones, crea, por decirlo de una forma simple, varios medios compartidos en cada uno de sus puertos. A esos “medios compartidos”, que están formados por una o varias estaciones, se les denomina dominio de colisión. Por esta razón, se dice que un switch es capaz de segmentar distintos dominios de colisión.

Es importante recordar que el tráfico originado por el broadcast en un dominio será reenviado a todos los demás dominios de colisión, asegurando que todas las estaciones de la red puedan comunicarse entre sí.

Velocidad y flexibilidad

Cuando se usa un switch para conectar varias estaciones, la velocidad de cada estación es independiente de las demás. Puede haber equipos conectados al switch que funcionen a velocidades de transmisión de 10 Mbps, 100 Mbps y 1 Gbps, lo cual no es posible usando un hub.

Protocolo STP

En algunas condiciones, puede ser necesario conectar varios conmutadores entre sí para crear diferentes rutas alternativas que lleguen a los mismos destinos. En estas situaciones, los conmutadores pueden recibir los mismos mensajes y reenviarlos varias veces, lo que ocasiona problemas de duplicidad de los mensajes a la vez que hace que estos viajen en círculos sin fin. Para evitar esto, se utiliza el Protocolo STP (Spanning Tree Protocol), que hace que los conmutadores se envíen mensajes informando y evitando estas situaciones.

Routers

El dispositivo que se utiliza para interconectar redes que operan con una capa de red diferente es el enrutador o router. Dado que el router funciona en el nivel de red, los protocolos de comunicación de ambos lados del router deben ser iguales y compatibles con los niveles superiores al de red. Los niveles inferiores pueden diferir sin afectar al encaminamiento.