¿Cual es la diferencia entre un “Switch” y un “Hub”?

El “Hub” básicamente extiende la funcionalidad de la red (LAN) para que el cableado pueda ser extendido a mayor distancia, es por esto que un “Hub” puede ser considerado como una repetidora. El problema es que el “Hub” transmite estos “Broadcasts” a todos los puertos que contenga, esto es, si el “Hub” contiene 8 puertos (“ports”), todas las computadoras que estén conectadas al “Hub” recibirán la misma información, y como se mencionó anteriormente , en ocasiones resulta innecesario y excesivo

Un “Switch” es considerado un “Hub” inteligente, cuando es inicializado el “Switch”, éste empieza a reconocer las direcciones “MAC” que generalmente son enviadas por cada puerto, en otras palabras, cuando llega información al “Switch” éste tiene mayor conocimiento sobre que puerto de salida es el más apropiado, y por lo tanto ahorra una carga (“bandwidth”) a los demás puertos del “Switch”, esta es una de la principales razones por la cuales en Redes por donde viaja Vídeo o CAD, se procura utilizar “Switches” para de esta forma garantizar que el cable no sea sobrecargado con información que eventualmente sería descartada por las computadoras finales,en el proceso, otorgando el mayor ancho de banda (“bandwidth”) posible a los Vídeos o aplicaciones CAD.



¿Cuando se debe utilizar un “Switch” o “Hub” ?

Esto dependerá de la utilización de cada PC o Servidor en la Red, por lo tanto debe utilizar un analizador de redes. Los analizadores pueden variar desde “Hardware” especializado hasta analizadores que consisten de “Software” Open-Source.

Inclusive aunque ya este diseñada la Red es conveniente realizar este tipo de análisis cada determinado tiempo; quizás cuando la Red fue diseñada inicialmente no se contemplaron las aplicaciones CAD o la utilización de una bases de datos que actualmente se utiliza.

Una vez analizada la Red estas son algunas acciones que puede tomar:

•Si se determina que una PC o Servidor esta sobrecargado es conveniente colocarlo sobre un puerto dedicado en un “Switch”.
•Si diversos nodos (PC o Servidores) se encuentran con poco tráfico y cada uno bajo un puerto de un “Switch” , es conveniente migrarlos a un “Hub”, evitando la capacidad de ocio en el “Switch” y utilizándola en otra sección de la Red con mayor tráfico.



Comparativa HUB vs SWITCH















HUB

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.

En un hub, el 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 se añaden ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.

Un hub funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red. Un hub no tiene capacidad de almacenar nada, por lo tanto, si un ordenador que emite a 100 megabits le trasmitiera a otro de 10 megabits, algo se perdería el mensaje. En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 megabits. Si lo conectamos a una red casera, toda la red funcionará a 10, aunque las tarjetas sean 10/100.

Un hub es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es más barato. En cuanto al retardo, un hub prácticamente no añade ningún retardo a los mensajes.

Un hub posee un único dominio de colisión, lo cual permite una mayor distancia entre equipos y un número de estos mayor.



SWITCH

El switch conoce los ordenadores que tiene conectados a cada uno de sus puertos. Cuando en la especificación del un switch aparece 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. 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 éste aprende sus direcciones “MAC” y cuando se envían información entre ellos no la propaga al resto de la red. Esto se llama filtrado, y gracias a él, el tráfico entre A y B no llega a C. 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.

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. También hay otro método, llamado Fragment-free, que consiste en recibir los primeros 64 bytes de una trama porque es en éstos donde se producen la mayoría de colisiones y errores. Así pues, cuando 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.

Un switch moderno también suele tener Auto-Negotation, es decir, negocia con los dispositivos que se conectan a él la velocidad de funcionamiento, 10 megabits 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.

Velocidad de proceso: todo lo anterior explicado requiere que el switch tenga un procesador 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. Por ejemplo, un puerto de 100megabits x 2 (cada puerto puede enviar 100 megabits y enviar 100 más) en modo full-duplex x 8 puertos = 1,6 gigabits. Así pues, un switch de 8 puertos debe tener un back-plane de 1,6 gigabits 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 la máxima capacidad.

Un switch, en cambio, posee varios dominios de colisión separados, lo cual no permite elegir el mejor camino para alcanzar un destino (Spanning Tree). 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 un LED destinada a indicar eso. El protocolo de Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d se encarga de solucionar este problema, aunque los switches domésticos no suelen tenerlo. Existen switches de nivel 3, se diferencian de los routers en que su hardware es más especifico y diseñado especialmente para llevar a cabo esa función.