hub vs. switch

Estos términos llevan a una confusión normal, lee este artículo y así comprenderas que diferencia hay.
Un HUB tal como dice su nombre es un concentrador. Simplemente une conexiones y no altera las tramas que le llegan. Para entender como funciona veamos paso a paso lo que sucede aproximadamente) cuando llega una trama.
1- 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.
2 - Este 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.
3 - 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.
4 - Un HUB es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es baratito. El retardo, un HUB casi no añade ningún retardo a los mensajes.
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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 unswitch 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 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.
3 - Unswitch 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 ull-duplex x 8 puertos = 1,6 gigabit. Así pues, un switch de 8 puertos debe tener unback-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...