Qué son los Switches Gestionados y para qué sirven

cómo funcionan los switches gestionados

Los switches gestionados son dispositivos de red utilizados para el reenvío de señales eléctricas. Proporcionan una ruta de señal eléctrica exclusiva para dos nodos de red que acceden al conmutador o switch. En la actualidad son dispositivos de conexión importantes en las redes de área local.

Pero antes de meternos de lleno en sus características principales definiré algunos conceptos previos que debes de conocer para que te quede todo más claro:

  • Qué es un switch
  • Para qué sirve un switch

Qué es un switch

En términos de red, es un dispositivo de hardware que canaliza los datos entrantes de varios puertos de entrada a un puerto de salida específico que los llevará hacia su destino previsto o lo que es lo mismo es un conmutador de red.

En si, es un pequeño dispositivo que transfiere paquetes de datos entre múltiples dispositivos de red, como ordenadores, routers, servidores u otros conmutadores.

Para que podamos entender esto en un entorno de trabajo, una empresa puede tener cuatro ordenadores en un escritorio que necesitan comunicarse entre sí, en la forma de compartir carpetas.

Para ello, los PC se conectan a un conmutador a través de cables Ethernet que crean un concentrador de comunicaciones (el switch) que permite a todos los PC conectarse y compartir datos. Dependiendo del tamaño de la empresa o del número de dispositivos que necesiten conectarse, un switch puede venir en varios tamaños que van desde 5 puertos hasta 48 puertos.

Para qué sirve un switch

Los switches físicos y virtuales, constituyen la gran mayoría de los dispositivos de red de datos modernos. Proporcionan las conexiones por cable a ordenadores de sobremesa, puntos de acceso inalámbricos, maquinaria industrial y algunos dispositivos del Internet de las cosas (IoT), como los sistemas de entrada de tarjetas.

Asimismo, interconectan los ordenadores que alojan máquinas virtuales (VM) en los centros de datos, tales como los servidores físicos y gran parte de la infraestructura de almacenamiento. A su vez, transportan grandes cantidades de datos en las redes de los proveedores de telecomunicaciones.

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Seguimos con el artículo profundizando en los switches de tipo gestionado o gestionables, debido a su frecuente uso en las redes de comunicación industrial, al por qué de su uso, qué características tienen y qué los diferencian de los switches no gestionados.

Qué son los switches gestionados

Los switches gestionados son unos dispositivos que pueden configurarse y gestionarse para ofrecer una experiencia más personalizada a quienes vayan a utilizar la red. No sólo ofrecen herramientas y medios para monitorizar la red, sino también para controlar el tráfico.

Por otro lado, los switches gestionados o administrados son muy parecidos a los servidores privados virtuales, donde el técnico de redes se encarga de configurar todo, administrar el dispositivo y asumir la responsabilidad de cualquier configuración que cause tiempo de inactividad.

En definitiva, pueden administrarse a través de un método compatible, ya sea una interfaz de línea de comandos (a la que se accede a través de un shell seguro: aplicación informática que suministra una interfaz de usuario para acceder a los servicios del sistema operativo ), una interfaz web cargada en el navegador o un protocolo simple de gestión de red (SNMP) para el acceso remoto.

Este acceso desbloqueará varias opciones, como la velocidad de los puertos, las LAN virtuales, la redundancia, la duplicación de puertos y la calidad de servicio (QoS) para la priorización del tráfico.

Todo esto significa que puede priorizar el tráfico para los puertos especificados. Por ejemplo, si estás transmitiendo señal de vídeo de 4K a tu Playstation, ofrecerá la máxima velocidad y calidad de ancho de banda para la consola, pero el resto de la red se reducirá para limitar el almacenamiento en el búfer. Creo que se entiende bien con este ejemplo.

Qué hacen los switches gestionados 

Los switches gestionados están diseñados para cargas de trabajo intensas, grandes cantidades de tráfico y despliegues en los que se necesitan configuraciones personalizadas.

Los conmutadores gestionados son cajas que conectan varios dispositivos en una red de área local (LAN) y utilizan lo que se denomina conmutación de paquetes para reenviar datos desde y hacia dichas conexiones.

La forma más fácil de pensar en un conmutador es observar un evento LAN en el que los PC o  las consolas de juegos están conectadas a conmutadores y concentradores para poder comunicarse entre sí.

En este caso, los ordenadores o computadoras se conectan a través de cableado Ethernet. El tamaño real de un switch puede variar desde un número concreto de puertos hasta 48 (o más).

En este caso, pueden utilizarse en el hogar, en una pequeña oficina o en un lugar en el que sea necesario conectar varias máquinas. Existen dos tipos básicos de conmutadores, administrados (gestionados) y no administrados (no gestionados), y lo que es mejor para cada uno de los casos depende de las necesidades propias de la configuración.

Según la capacidad de gestión de los conmutadores, se pueden dividir en switches de red gestionados y switches de red no gestionados. La diferencia entre ellos es la compatibilidad con protocolos de gestión de red como SNMP y RMON.

Los conmutadores gestionados son convenientes para la monitorización de la red, pero el coste es relativamente alto. En realidad, los switches gestionados no son necesarios para crear una red informática.

Por otro lado,  los switches no gestionados son más económicos, a la vez  que suficientes en muchas redes más pequeñas..  Pero el mantenimiento y la resolución de problemas de una red de este tipo se vuelve más complejo.  Por eso muchas empresas invierten en switches gestionados.

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Características principales de los switches gestionados

Los switches gestionados permiten a los usuarios ajustar cada puerto del switch a cualquier configuración, lo que les permite gestionar, configurar y supervisar la red de muchas maneras.

También proporcionan un mayor control sobre cómo viajan los datos por la red y quién puede acceder a ellos. A continuación se detallan sus características principales:

  • VLAN (Red de área local y virtual): un conmutador de red gestionado permite a los administradores segmentar su red en múltiples conmutadores más pequeños para restringir el dominio de difusión. Un PC o un servidor generalmente se mantiene en comunicación con cualquier otro PC/servidor a través de paquetes de difusión (como paquetes de resolución ARP, etc.) a intervalos regulares. Una VLAN también proporciona una capa adicional de seguridad, pueden crear excepciones y se pueden especificar rutas de un solo puerto para acceder a recursos comunes como impresoras, etc. También es difícil que los virus se propaguen de una VLAN a otra.
  • Seguridad Portuaria: un switch gestionado permite a un administrador habilitar o deshabilitar puertos individuales. Esto es muy útil en caso de que un puerto de transmisión de gran tamaño necesite ser apagado, sin tener que modificar físicamente los cables o sin que los puertos no utilizados necesiten ser bloqueados.
  • Autenticación/Control de acceso: permite la conexión de dispositivos en función de sus direcciones MAC (siglas en inglés de Media Access Control: distingue los equipos, los servidores, los routers u otros dispositivos de red). Por lo tanto, los administradores pueden especificar una lista de direcciones MAC que pueden conectarse al conmutador e incluso los puertos individuales pueden configurarse para permitir que los dispositivos con direcciones MAC especificadas  puedan utilizarse dinámicamente, a través del cual, el puerto se bloquea a otros dispositivos. Algunos conmutadores también se integran con los servidores para permitir la autenticación basada en nombre de usuario/contraseña para usuarios individuales.
  • Interfaz de gestión basada en navegador web: Los conmutadores gestionados pueden asignarse con una dirección IP única y, por lo tanto, se puede acceder a ellos desde una ubicación remota (a través de un navegador web estándar a través de Internet) para supervisar o realizar cualquier cambio en la configuración. Esta capacidad de gestión remota permite a un administrador consultar y realizar cambios en la configuración del conmutador de forma remota.
  • Visibilidad de los cables: Algunos switches encuentran y muestran información sobre los cables conectados con cada puerto como la longitud aproximada del cable, si el cable está conectado al puerto o no, si el cable está en cortocircuito, si el cable está conectado sólo al conmutador y el otro extremo está abierto, la distancia aproximada a la que puede haber una falla en el cable, etc.
  • Monitorización del rendimiento de la red (SNMP/ RMON): permiten a los sistemas de monitorización de red controlar el rendimiento de los dispositivos conectados a puertos individuales de los conmutadores utilizando el protocolo SNMP o el protocolo RMON, común y basado en estándares abiertos, que ayuda a planificar los recursos de la red, el diagnóstico de fallos de red, la resolución de problemas, etc., utilizando datos/estadísticas de ajuste del rendimiento.
  • Calidad de servicio (QoS): Los parámetros de la calidad de servicio son críticos para que las aplicaciones en tiempo real, como voz/vídeo, funcionen sin problemas incluso en condiciones de red exigentes. La QoS permite al administrador especificar qué tipo de paquetes de datos necesitan tener mayor importancia cuando el tráfico se almacena en el switc debido a la congestión. En tales casos, las colas de tráfico de datos de alta prioridad se transmitirán antes que las de las colas de menor prioridad. La QoS puede ser especificada por puertos individuales o por parámetros de capa 2(802.1p)/capa 3(TOS o DSCP) donde la priorización puede ser implementada en base a la aplicación/número de puerto IP automáticamente o manualmente.
  • Compatibilidad con el protocolo Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP): Este protocolo o sus variantes permiten tener rutas de cableado alternativas adicionales para redundancia, a la vez que contiene/evita cualquier bucle infinito que pueda surgir al tener dichas conexiones circulares. En realidad, el RSTP identifica rutas alternativas, si las hay, y mantiene activas sólo una de ellas en un momento dado. Una vez que esta ruta primaria falla, o la topología de la red cambia, la ruta alternativa para la transferencia de datos se toma automáticamente sin retrasos perceptibles.
  • Redundancia: mantener la seguridad de su red debe ser una alta prioridad para las empresas y la redundancia ayuda con ello. El objetivo de la redundancia es prevenir o recuperarse de la falla de un componente o sistema específico. La redundancia es una característica diseñada para duplicar datos, por lo que si algo falla habrá una copia de seguridad.
  • Reflexión de puertos: la posibilidad de poder duplicar puertos es una función utilizada en los switches gestionados. Ayuda a diagnosticar problemas de red. Esto permite configurar el Port Mirroring (Puerto Espejo) para enviar copias del tráfico a un solo puerto en el mismo switch para su estudio por un analizador de red. El analizador de red permite entonces diagnosticar y solucionar problemas sin poner la red fuera de servicio, reduciendo el tiempo de inactividad.

¿Cuál es la diferencia entre switch gestionado y no gestionado?

Los switches gestionados tienen más capacidad que los no gestionados, pero también requieren un administrador o ingeniero experto para sacarle el máximo partido. Un conmutador gestionado permite tener un mejor control de la red y de todo el tráfico que se mueve a través de ella.

Un switch no gestionado permite que los dispositivos Ethernet se comuniquen entre sí automáticamente utilizando la auto negociación para determinar parámetros como la velocidad de transmisión de datos y si se debe utilizar el modo half-duplex o full-duplex.

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En resumen, las cuatro diferencias clave entre los switches gestionados y los no gestionados son las siguientes:

  1. Control y rendimiento
  2. Características
  3. Coste
  4. Seguridad

1. Control y rendimiento

Una de las principales diferencias entre los switches gestionados y no gestionados es el control y el rendimiento. Desde este punto de vista, el equipo de redes es responsable de mantener tanto los conmutadores gestionados como los no gestionados.

La diferencia, sin embargo, es que los equipos pueden configurar los conmutadores gestionados para manejar el tráfico de red de forma diferente. Otras diferencias son la capacidad de acceder de forma remota a las configuraciones y la capacidad de supervisar los dispositivos mediante protocolos de supervisión, como SNMP, NetFlow y otros datos de telemetría de red.

El protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) es uno de los más utilizados en la actualidad. Entre sus características incluye la supervisión del estado de las conexiones y proporciona estadísticas como el rendimiento del tráfico, los errores de red y el estado de los puertos.

También requieren de uno o más administradores que entiendan los conceptos de configuración y supervisión de la red y cómo aplicar esos conceptos a la configuración de un conmutador. Los conmutadores no gestionados tienen más bien un proceso de instalación Plug and Play.

Por otro lado, un switch gestionado permite ajustar cada puerto del conmutador a cualquier configuración que se desee, lo que posibilita supervisar y configurar la red de muchas maneras diferentes. También proporciona un mayor control sobre cómo viajan los datos por la red y quién tiene acceso a ellos.

2. Características

Las características de los conmutadores gestionados pueden variar entre los distintos fabricantes y modelos, pero suelen incluir lo siguiente:

  • Soporte del protocolo de árbol de expansión (STP) para la redundancia de conmutadores y enlaces sin crear bucles. Existen varias iteraciones de STP que suelen configurarse, como el STP tradicional, el STP por VLAN, el STP rápido y el STP múltiple.
  • Capacidad de implementar la calidad de servicio.
  • Soporte de VLAN.
  • Limitación de la tasa de ancho de banda.
  • Duplicación de puertos.

Una característica única de los switches no gestionados es la tabla de direcciones MAC para canalizar las comunicaciones de red mediante su estructura al puerto respectivo hasta el nodo de destino. El mantenimiento de una tabla de direcciones MAC ayuda a reducir el número total de difusiones transmitidas, limitando el número de posibles colisiones dentro del dominio. Este es también un diferenciador clave entre un switch no gestionado y un hub Ethernet.

Por su parte, un switch no gestionado permite que los dispositivos Ethernet se comuniquen entre sí, como un PC o una impresora de red, y esto es lo que por norma general llamamos plug and play. Se entregan con una configuración fija y no permiten ningún cambio en esta configuración.

Un conmutador no gestionado se utiliza de forma básica en redes pequeñas o para añadir grupos de trabajo temporales a redes más grandes.

La diferencia clave entre los switches gestionados y no gestionados es la capacidad de configurar el conmutador.

3. Coste

En cuanto al coste, los switches no gestionados son más baratos en comparación con sus homólogos gestionados.

4. Seguridad

En los switches gestionados se pueden configurar funciones de seguridad que los switches no gestionados no pueden utilizar. Estas funciones incluyen la autenticación estándar IEEE 802.1X que define cómo proporcionar autenticación a los dispositivos que intentan conectarse con otros dispositivos en redes LAN o inalámbricas.

Además, se puede configurar la seguridad de los puertos y las VLAN privadas.

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