Cuando hablamos de un switch lo haremos refiriéndonos a uno de nivel 2, es decir, perteneciente a la capa “Enlace de datos”. Normalmente un switch de este tipo no tiene ningún tipo de gestión, es decir, no se puede acceder a él. Sólo algunos switch tienen algún tipo de gestión pero suele ser algo muy simple. Veamos cómo funciona un “switch”.

Puntos que observamos del funcionamiento de los “switch”:

1 - 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.

2 - 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 “buffer”. 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.

3 - 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.

4 - 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 “full-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 ;)

5 - 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... No hagáis redondas...