Rompiendo el paradigma de los conceptos de los Switches de Capa 2 y Capa 3
El Switch, es dispositivo que permite multiplicar puertos, pero de forma cableada, es decir, si vamos a la tienda y compramos un equipo de estos, éste nos permitiría conectar de forma cableada varios dispositivos usando para ello cable de red, por supuesto, la cantidad de equipos finales que se use, depende de la cantidad de puertos que tenga. Ahora bien, cuando hablamos en el ámbito empresarial existen equipos de alta gama, los cuales a diferencias de sus hermanos caseros son más robustos, rápidos, tienen mayor cantidad de puertos y, por supuesto, son más caros.
Entre estos equipos profesionales, existen varios modelos de Switches, están los no administrables, los administrables y los Multicapa. Los que nos interesan en este Post, son los administrables, llamados de Capa 2 (Layer 2 o L2) y los Multicapa o Capa 3 (L3). Ahora y ¿qué significa la capa?, pues bien, todos estos equipos se rigen por un modelo de comunicación, el cual se divide en capas para facilitar el estudio y la resolución de problemas, al modelo utilizado para evaluar el comportamiento de los equipos de redes, se llama: Modelo OSI (Por sus siglas en inglés: Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos). Éste modelo tiene siete (7) capas bien delimitadas, que representan estaciones en el proceso de comunicación. Los Switches, normalmente, trabajan en las Capas 1 y 2, pero han aparecido otros que incluyen la Capa 3, por ello su nombre, Multicapa.
Las Capas que permiten el Enrutamiento
En estas tres capas, se expresan los siguientes aspectos; la Capa 1, llamada Capa de Física, donde se representan los componentes físicos, es decir, los conectores y el medio de comunicación; cuando se habla del medio, se habla de los cables, tanto de fibra óptica como de cobre, acotando algo importante, también el ambiente es un medio, por ejemplo, las redes inalámbricas lo usan para transportar los datos. Luego, tenemos a la Capa 2, Enlace de Datos, que es la que permite la comunicación en las Redes de Área Local (LAN), por el uso de las Direcciones Físicas, que son las que usan los Switches para hacer el proceso de conmutación; y ¿qué es la conmutación? Pues es el proceso de conectar dos puertos del conmutador y hacer que se comporten como si fuera un vulgar conectar; es decir, si existieran 24 puertos en el Switch y estuvieran conectados 24 dispositivos finales, el flujo de información sería visto, sólo por los equipos que quieren comunicarse.
Ahora, cuando se habla de la Capa 3 o Capa de Red, se habla de las Direcciones IP, que son la parte lógica en el proceso de comunicación. En esta Capa, se encuentra el direccionamiento, por lo que es la etapa más importante en el proceso de transmisión y conexión de redes, al ser la encargada del enrutamiento de la comunicación, tanto en las redes internas de una organización, como en la red de redes, que es Internet. Este proceso siempre ha sido desarrollado por los Routers o Enrutadores, que son los dispositivos nativos en la Capa 3.
Conmutación de Capa 2 y Capa 3
Cuando hablamos de las capas, se debe delimitar bien su funcionamiento, mientras la primera es física, la segunda es quien hace el filtrado de Direcciones Físicas o, también llamadas Direcciones MAC, dependiendo luego, de otro dispositivo quién es el que hace el resto del proceso de capa superior, llamado Router. En Switch de Capa 3, funciona de forma similar al Switch de Capa 2, pero además del uso de las Direcciones MAC, también usa el direccionamiento IP para tomas las decisiones. Es decir, en lugar de sólo conocer las direcciones MAC, para la vinculación de los equipos, también usa sus direcciones IP, transmitiendo el tráfico a nivel de la topología lógica de la red.
Al tener los Switches de Capa 3, la posibilidad de manejar el direccionamiento de la Capa de Red, no requieren el uso de los Routers, reduciéndose la necesidad de este componente. Una de las cosas importantes, a tomar en cuenta en éstos dispositivos, es que realizan las dos funciones, tanto la habitual toma de decisiones de Capa 2, como la de Capa 3, lo que lentifica el proceso de transmisión; por lo que, en la medida de que se pueda desacoplar las estructuras se aceleraría el proceso.
Tipos de Interfaces
Imagen referida de los documentos de Cisco
Físicamente, los Switches de Capa 2 y Capa 3 son iguales, la diferencia es en la electrónica y funcionamiento. En los Switches L2, los puertos que se utilizan pueden ser virtuales o físicos, los físicos son los que podemos conectar a un cable, dándonos acceso a la red, los otros permiten la transmisión de otras redes a través de puertos llamados troncales, que permiten extender las redes, son las llamadas redes virtuales o VLAN, todo esto a nivel de la Capa Enlace de Datos.
En cuanto a las Switches de Capa 3, se admiten otros puertos, los cuales trabajan a nivel de la Capa de Red, permitiendo en tráfico de la información desde un origen a un destino.
Según los Documentos de la Academia de Redes Cisco, existen 3 interfaces, son las siguientes:
- Interfaz virtual de switch (SVI): interfaz lógica en un switch asociado a una red de área local virtual (VLAN).
- Puerto enrutado: puerto físico en un switch de capa 3 configurado para funcionar como puerto de router.
- EtherChannel de capa 3: interfaz lógica en dispositivos Cisco asociada a un conjunto de puertos enrutados.
Las SVI, son interfaces virtuales en el dispositivo, que permiten configurar una dirección IP, la diferencia con los Puertos Enrutados, es que puede ser compartida en varios puertos. En los sistemas operativos modernos de Cisco, a partir de la versión IOS 15.x, puede haber varias interfaces virtuales en un mismo dispositivo.
Los puertos enrutados, mantienen la IP en un solo puerto del dispositivo, permitiendo la incorporación y enrutamiento entre varias redes, a través de puertos independientes. El EtherChannel, comparte un grupo de puertos físicos, asociándolos a un puerto enrutado, pero esto se hace para la agregación de ancho de banda; es decir, la suma de la velocidad de comunicación de los puertos; por ejemplo: si tenemos cuatro puertos de 100 Mb/s y hacemos un EtherChannel entre ellos, ahora el ancho de banda sería de 400 Mb/s; esto sería entre Switches, pero en algunos casos se puede hacer con servidores.
Video demostrativo de la Configuración de un Switch de Capa 3
Switches y Routers
Los Switches, desde su aparición, han estado entre las Capas 1 y 2, dándole su espacio y trabajo a los Routers, que son los encargados del enrutamiento entre las redes e incluso el tráfico dirigido a Internet. Pero, de un tiempo para acá, han aparecido una nueva familia de Switches que quiere ocupar el espacio de los Enrutadores, quieres hacer los mismos trabajos, pero aún no han logrado obtener todo su potencial. Estos son los Switches Multicapa, Capa 3 o L3, como se quieran llamar. Lo que sí, es que estos dispositivos son equipos que usan todos los protocolos que cualquier dispositivo de Capa 3, puede manejar; siendo una competencia importante en la posición más alta de las redes locales, el Núcleo de la red o el área de alta velocidad, donde se conectan todas las redes.
Entonces, cual es la diferencia entre estos dispositivos de Capa 3; pues, uno de ellos es el costo, el otros, es la ampliación. Mientras los Routers, tienen bahías para la colocación de puertos adicionales para diferentes tecnologías, los Switches mantienen sus mismos puertos RJ-45, que son los comunes en las redes. En cuanto al costo, por ser los conmutadores portadores de una gran cantidad de puertos y la necesidad de incluir mucha nueva tecnología, son más costoso que los Routers, que no requieren de tanta cantidad de puertos. Pues sí, para las empresas que están iniciando, tal vez, la compra de Switches de Capa 3 se una buena opción, pero las organizaciones que ya tienen un tramo recorrido, deben poner en una balanza las necesidades y costos para realizar una compra.
