¿Cuáles son los modos de operación y cómo funciona un Switch?

Modos Operación Switch
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Resumen

Se explica cómo funciona un Switch. Además se introduce a los Métodos de Switching: Store and Forward, Cut-through y Fragment-Free.

Un conmutador/switch es un equipo de red activo que normalmente funciona en la capa 2 del modelo OSI (Sección Enlace de datos). Su funcionalidad principal es la interconexión de equipos (estaciones de trabajo, servidores, etc.) de una red. Este equipo tiene múltiples puertos hembra RJ45 (o ISO 8877).

Conoce los modos de operación de un switch.

1. ¿Cómo funciona un switch?

Funcionamiento de switch

Funcionamiento de switch

En la primera fase (antes de saber quién se ha conectado a él), cuando un switch recibe información en un puerto en particular, transmite esa misma información a todos los demás puertos (difusión en la Capa 2) excepto el que recibió esa información (flooding). La trama tendrá la dirección de destino FF-FF-FF-FF-FF-FF.

Sin embargo, a diferencia de los hubs, los switchs registran la dirección MAC (dirección MAC de origen) de los dispositivos que están conectados a cada puerto de la máquina. Cada vez que un dispositivo envía una trama, el switch analiza la dirección MAC de destino y cambia la trama al puerto donde se encuentra la máquina de destino. Por lo tanto, en una red Ethernet, el switch no necesita propagar la información a través de todos los puertos, que se envía directamente (en función de la información de la tabla MAC del switch) a la máquina de destino.


El procesamiento de las tramas en los switchs se lleva a cabo sobre una base de hardware utilizando chips especiales llamados ASIC.

Así que tomemos un pequeño ejemplo. Para esto, configuramos un escenario simple con 4 PC’s y un solo switch. Las PC tienen la siguiente configuración (todas tienen la misma máscara: 255.255.255.0 y no tienen una puerta de enlace configurada, ya que todas están en la misma red).

  • PC A – IP: 192.168.0.1
  • PC B – IP: 192.168.0.2
  • PC C – IP: 192.168.0.3
  • PC D – IP: 192.168.0.4
Cómo funciona un switch

Cómo funciona un switch

Información ÚTIL:

2. Vídeo: Así funciona un switch

Como podemos ver en la demostración anterior, inicialmente el switch no tiene información sobre quién está conectado a sus puertos. Cuando la PC 1 envía información a la PC 2, el switch no sabe dónde está la PC 2 y envía esa información a través de todos los puertos, excepto el que reciben.

La PC 2 “informa” que la información es para sí y el switch registra la dirección MAC de las máquinas 1, 2 y sus respectivos puertos a los que están conectados. La próxima vez, si la PC A desea comunicarse con la PC B (o viceversa), el switch ya sabe a qué puerto enviar la información.

3. Modos de operación de un switch

El proceso de reenvío de fotogramas en un switch puede ser: store and forward, cut-through y fragmentFree

Los Switches de red de área local (LAN) admiten diferentes métodos de conmutación/Switching. Los métodos de Switching importantes son store and forward, cut-through y fragmentFree. Los métodos de conmutación determinan cómo un conmutador recibe, procesa y reenvía una trama Ethernet de capa 2 .

  • Almacenamiento y reenvìo (store and forward): todo el fotograma se copia en la memoria interna. Es válido si hay errores y solo entonces se reenvía a su interfaz. Si la trama tiene error, se descarta;
  • Método de corte  (cut-through): tan pronto como recibe la dirección física de destino, el switch comienza a transmitir la trama. Este proceso de reenvío reduce la latencia pero es más susceptible a errores;
  • Libre de fragmentos (FragmentFree): (runtless switching) este algoritmo es una versión modificada de Cut-through. En este caso, el switch comienza a transmitir solo después de recibir los primeros 64 bytes. Sin embargo, ten en cuenta que el switch aún no puede validar los errores antes de enviar la trama, ya que el campo FCS se encuentra al final de la trama;

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