Hub VS. Switch
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[editar] Introducción
A continuación, este artículo define dos conceptos de redes que habitualmente pueden crear confusión, y muestra las diferencias más notables existentes entre ellos.
Estos conceptos son los de “Hub” y “Switch”.
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- Hub
- Switch
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[editar] HUB
Un HUB (en castellano concentrador) es un dispositivo electrónico que permite centralizar el cableado de una red.
Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión. Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al ordenador central. Llamado también repetidor multipuerto, existen 3 clases.
- Pasivo: No necesita energía eléctrica.
- Activo: Necesita alimentación.
- Inteligente: También llamados smart hubs son hubs activos que incluyen microprocesador.
Dentro del modelo OSI el concentrador opera a nivel de la capa física, al igual que los repetidores, y puede ser implementado utilizando únicamente tecnología analógica. Simplemente une conexiones y no altera las tramas que le llegan.
A continuación de representa un pequeño esquema de su funcionamiento:
[editar] SWITCH
Un SWITCH (en castellano conmutador) es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconection). Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de destino de los datagramas en la red.
Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local).
A continuación de representa un pequeño esquema de su funcionamiento:
[editar] Tabla Comparativa
| HUB | SWITCH |
|---|---|
| El HUB envía información a ordenadores que no están interesados. A este nivel sólo hay un destinatario de la información, pero para asegurarse de que la recibe el HUB envía la información a todos los ordenadores que están conectados a él, así seguro que acierta. | El SWITCH conoce los ordenadores que tiene conectados a cada uno de sus puertos (enchufes). Cuando en la especificación del un switch leemos algo como 8k MAC address table se refiere a la memoria que el switch destina a almacenar las direcciones. Un switch cuando se enchufa no conoce las direcciones de los ordenadores de sus puertos, las aprende a medida que circula información a través de él. Con 8k hay más que suficiente. Por cierto, cuando un switch no conoce la dirección MAC de destino envía la trama por todos sus puertos, al igual que un HUB Flooding, inundación). Cuando hay más de un ordenador conectado a un puerto de un switch este aprende sus direcciones MAC y cuando se envían información entre ellos no la propaga al resto de la red, a esto se llama filtrado.
El tráfico entre A y B no llega a C. Como decía, esto es el filtrado. Las colisiones que se producen entre A y B tampoco afectan a C. A cada parte de una red separada por un switch se le llama segmento. |
| En un HUB, el tráfico añadido genera más probabilidades de colisión. Una colisión se produce cuando un ordenador quiere enviar información y emite de forma simultánea que otro ordenador que hace lo mismo. Al chocar los dos mensajes se pierden y es necesario retransmitir. Además, a medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión. | El SWITCH almacena la trama antes de reenviarla. A este método se llama store forward es decir: almacenar y enviar. Hay otros métodos como por ejemplo Cut-through que consiste en recibir los 6 primeros bytes de una trama que contienen la dirección MAC y a partir de aquí ya empezar a enviar al destinatario. Cut-through no permite descartar paquetes defectuosos. Un switch de tipo store & forward controla el CRC de las tramas para comprobar que no tengan error, en caso de ser una trama defectuosa la descarta y ahorra tráfico innecesario. El store & forward también permite adaptar velocidades de distintos dispositivos de una forma más cómoda, ya que la memoria interna del switch sirve de buffe. Obviamente si se envía mucha información de un dispositivo rápido a otro lento otra capa superior se encargará de reducir la velocidad.
Finalmente comentar que hay otro método llamado Fragment-free que consiste en recibir los primeros 64 bytes de una trama porque es en estos donde se producen la mayoría de colisiones y errores. Así pues cuando vemos que un switch tiene 512KB de RAM es para realizar el store & forward. Esta RAM suele estar compartida entre todos los puertos, aunque hay modelos que dedican un trozo a cada puerto. |
| Un HUB funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red. Si observamos cómo funciona vemos que el HUB no tiene capacidad de almacenar nada. Por lo tanto si un ordenador que emite a 100 megabit le trasmitiera a otro de 10 megabit algo se perdería el mensaje. En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 megabit, si lo conectamos a nuestra red casera, toda la red funcionará a 10, aunque nuestras tarjetas sean 10/100. | Un SWITCH moderno también suele tener lo que se llama Auto-Negotation, es decir, negocia con los dispositivos que se conectan a él la velocidad de funcionamiento, 10 megabit ó 100, así como si se funcionara en modo full-duplex o half-duplex. Full-duplex; se refiere a que el dispositivo es capaz de enviar y recibir información de forma simultánea, half-duplex por otro lado sólo permite enviar o recibir información, pero no a la vez. |
| Un HUB es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es más barato. En cuanto al retardo, un HUB prácticamente no añade ningún retardo a los mensajes. | Velocidad de proceso: todo lo anterior explicado requiere que el SWITCH tenga un procesador y claro, debe ser lo más rápido posible. También hay un parámetro conocido como back-plane o plano trasero que define el ancho de banda máximo que soporta un switch. El back plane dependerá del procesador, del número de tramas que sea capaz de procesar. Si hacemos números vemos lo siguiente: 100megabits x 2 (cada puerto puede enviar 100 megabit y enviar 100 más en modo ull-duplex x 8 puertos = 1,6 gigabit. Así pues, un switch de 8 puertos debe tener un back-plane de 1,6 gigabit para ir bien. Lo que sucede es que para abaratar costes esto se reduce ya que es muy improbable que se produzca la situación de tener los 8 puertos enviando a tope. Pero la probabilidad a veces no es cierta. |
| Un HUB posee un único dominio de colisión, lo cual permite una mayor distancia entre equipos y un número de estos mayor. | Un SWITCH, en cambio, posee varios dominios de colisión separados, lo cual no permite elegir el mejor camino para alcanzar un destino (Spanning Tree).
Si un nodo puede tener varias rutas alternativas para llegar a otro, un SWITCH tiene problemas para aprender su dirección ya que aparecerá en dos de sus entradas. A esto se le llama loop y suele haber una lucecita destinada a eso delante de los switch. El protocolo de Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d se encarga de solucionar este problema, aunque los switch domésticos no suelen tenerlo. Existen switch de nivel 3, se diferencian de los routers en que su hardware es más especifico y diseñado especialmente para llevar a cabo esa función. |
[editar] Conclusiones
Hoy por hoy los SWITCHs domésticos han bajado tanto de precio que vale la pena comprarse uno en lugar de un HUB, sobre todo si queremos compartir una conexión ADSL con más de un ordenador y disfrutar de 100 megabit entre los ordenadores ya que los routers ADSL suelen ser 10 megabit. Si os apetece probar la velocidad de vuestra red podéis usar un programa llamado NetCPS que envía información por la red sin la intervención del disco duro.
