Una red consta de varios dispositivos que trabajan juntos para procesar, enrutar y conectar paquetes de datos.Por ejemplo, su red local de Internet en el hogar puede usar enrutadores, conmutadores que almacenan en búfer, aumentan y verifican los datos, concentradores que enrutan todos los datos y ayudan a filtrar las fuentes y los destinos de los datos.
En este artículo, discutiremos específicamente elConmutadores de capa XNUMX y capa XNUMX;Qué son, en qué se diferencian y cómo se usan en la vida real.
Descripción del conmutador de red de capa 2: ¿qué es?
Los switches de capa 2 están tradicionalmente enModelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI)Dispositivos de capa de enlace de datos que operan en la capa 2 de .Los conmutadores de capa 2 son responsables de "conmutar" los paquetes de los puertos físicos del conmutador a las direcciones de control de acceso al medio (MAC).Permite conectar varios dispositivos en una red de área local (LAN), pero solo con direcciones MAC.
¿Cómo funciona un conmutador de capa XNUMX?
Funciona empleando la conmutación de paquetes, la verificación de encabezados de paquetes y la reducción del dominio de colisión.Básicamente, a medida que los datos se envían a través de la red, el conmutador examina los encabezados de los paquetes y compila una tabla de direcciones MAC.Una dirección MAC es simplemente un identificador único asignado a un controlador de interfaz de red para resolver todas las comunicaciones dentro de la red.Estas direcciones MAC luego se vinculan a los puertos físicos correspondientes en el dispositivo de conmutación a través del Protocolo de resolución de direcciones (ARP).
¿Qué es el Protocolo de resolución de direcciones?
En resumen, cuando un conmutador de capa 2 envía un paquete al dispositivo host por primera vez, no conoce la dirección MAC correcta.Entonces, envía una solicitud "ARP" a todos los puertos físicos a los que está conectado el dispositivo host, y cuando el conmutador recibe una respuesta con la dirección MAC, agrega la dirección MAC a su tabla.Básicamente, el conmutador aprende qué direcciones MAC están asociadas con qué puertos físicos, lo que permite que los datos fluyan libremente entre los dispositivos de la red.
Enrutar datos usando conmutadores de capa 2
Luego, el conmutador utilizará la conmutación de paquetes para dividir los datos en pequeños "paquetes" de información.Estos paquetes mucho más pequeños se pueden enrutar a través de la red de manera rápida y eficiente en comparación con el envío de una gran cantidad de información a través de la red (que sería lento).Cuando se utiliza la conmutación de paquetes, se reducen los dominios de colisión.Un dominio de colisión ocurre cuando dos o más hosts intentan comunicarse al mismo tiempo.La eficiencia de la red se reduce y los paquetes/tramas colisionarán y será necesario volver a enviarlos.
Ventajas de los conmutadores de capa XNUMX
- Dado que no se requiere equipo de enrutamiento, los costos de implementación son bajos.
- latencia muy baja.
- Ideal para redes LAN donde los datos se envían desde un host en la red al dispositivo host.
Desventajas de los conmutadores de capa XNUMX
- Vulnerable a tormentas de difusión (dominios de colisión), que reducen la eficiencia de la red y provocan congestión.
- No funciona con varias VLAN.
- No escalable.
Revisión del conmutador de capa 2
En resumen, los conmutadores de capa 2 están diseñados para usar solo direcciones de control de acceso a medios (MAC) y usan conmutación de paquetes para transferir pequeños paquetes de datos entre hosts en la red.Funciona conectando la dirección MAC a un puerto físico en el conmutador.
Descripción del conmutador de red de capa 3: ¿qué es?
Los conmutadores de capa 3 funcionan en la capa de red del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI).Funciona como un conmutador de Capa 2 en el sentido de que puede manejar direcciones MAC de la misma manera, pero también puede manejar direcciones de Protocolo de Internet (IP).Esto significa que no solo pueden transferir paquetes entre hosts, sino también conectarse con dispositivos en otras redes.Los conmutadores de capa 3 funcionan más rápido que los enrutadores tradicionales y enrutan paquetes sin saltos adicionales, lo que permite un rendimiento y una funcionalidad más rápidos.Sin embargo, su funcionalidad adicional no siempre es necesaria y, por lo general, solo se implementa en industrias pequeñas (como campus universitarios) que requieren enrutamiento VLAN o necesitan más soporte.
Ventajas de los conmutadores de capa 3
- No se requiere un enrutador dedicado.
- Reduzca la cantidad de dispositivos de red para administrar y mantener.
- Velocidad de conmutación más rápida.
- Escalabilidad ilimitada.
- Proporciona múltiples rutas de enrutamiento para los datos.
- Tiene una ruta de intercambio de datos altamente segura.
Desventajas de los conmutadores de capa 3
- Requiere más potencia y ancho de banda para funcionar.
- Puede ser costoso de implementar.
- Si la red es pequeña, no hay beneficio adicional.
¿Qué es el modelo OSI?
Ahora, hemos mencionado el modelo OSI o de Interconexión de Sistemas Abiertos varias veces porque tanto los switches de Capa 2 como los de Capa 3 pertenecen a este marco conceptual.El modelo OSI es un marco publicado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1984 para describir las diferentes capas de un sistema en red.
El modelo OSI tiene 7 capas:
- físico
- enlace de datos
- La Internet
- transportación
- Cita
- Introducción
- 應用
Los switches de capa 2 y capa 3 están ubicados en la capa de enlace de datos y la capa de red, respectivamente.
Cuadro comparativo de conmutadores de capa 2 y capa 3
| Conmutador de capa 2 | Conmutador de capa 3 |
| Opera en la capa de enlace de datos. | Opera en la capa de red. |
| Solo envíe paquetes/tramas a través del puerto físico y la dirección MAC. | Los paquetes se pueden enrutar por dirección MAC e IP. |
| Solo se pueden utilizar direcciones MAC. | Se puede utilizar como conmutador de capa 2 o capa 3. |
| Puede reducir el tráfico en la red de área local. | Se utiliza para industrias pequeñas y donde se ubican redes de área local virtual (VLAN). |
| Muy rápido y eficiente: solo mire los encabezados de los paquetes. | Esto es más lento porque el conmutador de Capa 3 inspecciona el paquete antes de enviarlo. |
| Hay un único dominio de difusión. | Hay varios dominios de difusión. |
| Comunicación dentro de la red solamente. | La comunicación puede tener lugar dentro o fuera de la red. |
Casos de uso para conmutadores de capa 2 frente a conmutadores de capa 3
Al recomendar un conmutador de capa 2 o capa 3, la respuesta depende del tamaño y la complejidad de la red, así como de los requisitos de seguridad necesarios para que la red funcione de manera eficiente y segura.
Aplicaciones típicas de los switches de capa XNUMX
Aunque es posible que no lo sepa, ya está familiarizado con los conmutadores de capa 2;La conexión Ethernet de su computadora actúa como la capa de enlace de datos, conectando su computadora a la red a través de la dirección MAC.
Otra aplicación de los conmutadores de capa 2 es cuando las empresas de software tienen servidores ubicados centralmente y los clientes dispersos por todo el mundo pueden acceder a un servidor central sin demora.
Otra aplicación del mundo real es en organizaciones que dependen de las comunicaciones internas pero que no necesitan Internet; pueden usar redes VLAN a través de un conmutador de Capa 2.Un último ejemplo son los probadores de software que desean mantener sus herramientas compartidas en una ubicación central, pero permiten que otro servidor acceda a ellas sin estar conectado físicamente a la misma red.
Aplicaciones típicas de los switches de capa XNUMX
Los conmutadores de capa 3 pueden utilizar direcciones de protocolo de Internet (IP) para conectar dispositivos a diferentes redes IP cuando las direcciones MAC simplemente no son suficientes.Ha llegado al conmutador de capa 3 a través de su enrutador de Internet.
Otras aplicaciones para los conmutadores de capa 3 incluyen campus universitarios o centros de datos donde se construyen grandes redes informáticas.Si la red tiene miles de usuarios, o la infraestructura de la red requiere una administración de dispositivos extensa para implementar parches o actualizaciones de políticas, o si necesita activar reglas de control específicas en ciertos dispositivos de la red, un conmutador de Capa 3 es más adecuado porque protege el firewall. proteccion.
conclusiones clave
Lo principal que se debe tener en cuenta al comparar los conmutadores de capa 2 y capa 3 es que la diferencia está en las capacidades de enrutamiento de los conmutadores.Para los conmutadores de Capa 2, en lugar de algoritmos de enrutamiento, se usa el Protocolo de resolución de direcciones (ARP) para cambiar datos de puertos físicos a direcciones MAC y para compilar tablas MAC para paquetes futuros.
Los conmutadores de capa 3 siguen algoritmos convencionales para enviar datos desde una red host a otro dispositivo fuera del host a través de una dirección de protocolo de Internet.
