DIS · Dispositivo 2 · Enlace de datos (Acceso a la red)

Switch

Dispositivo de capa 2 que conecta los equipos de una red local y envía cada trama solo al puerto donde está su destino.

¿Qué es?

Un switch (conmutador) es el dispositivo que conecta las computadoras, impresoras y puntos de acceso de una red local y entrega cada mensaje solo al equipo que debe recibirlo.

Imagina un recepcionista que, con el tiempo, aprende en qué oficina trabaja cada persona. Al principio, si llega un sobre para alguien que no conoce, pregunta en todas las oficinas; después ya lo lleva directo a la correcta.

En términos técnicos

  • Trabaja en la capa 2 (Enlace de datos): decide con la dirección MAC de destino.
  • Aprende qué MAC hay en cada puerto y lo guarda en su tabla de direcciones MAC (en Cisco también llamada tabla CAM).
  • Cada puerto es su propio dominio de colisión y trabaja en full-duplex: no hay colisiones (microsegmentación).
  • No separa los broadcast: todos los puertos de la misma VLAN forman un solo dominio de broadcast.
  • Los switches administrables permiten VLAN, STP, seguridad de puertos y monitoreo; los no administrables solo conmutan.

¿Dónde lo vas a encontrar?

En el rack de cada edificio o piso (switches de acceso), en el centro de la red uniendo a los demás (switches de distribución o núcleo), en los centros de datos y, en pequeño, dentro del módem o router de tu casa.

¿Cómo funciona?

Lo que hace con cada trama

Paso Qué pasa
1. Aprende Lee la MAC de origen y anota en su tabla: «esta MAC está en este puerto»
2. Busca Lee la MAC de destino y la busca en la tabla
3a. Reenvía Si la conoce, envía la trama solo por ese puerto
3b. Inunda Si no la conoce, o es broadcast o multicast, la envía por todos los puertos de la VLAN menos por el que llegó
3c. Filtra Si el destino está en el mismo puerto por el que llegó, la descarta

Las entradas que no se usan se borran después de un tiempo (300 segundos por defecto en Cisco), para que la tabla se mantenga al día si un equipo cambia de lugar.

Formas de reenviar

Método Cómo trabaja Ventaja
Almacenar y reenviar (store-and-forward) Recibe la trama completa y revisa el CRC antes de enviarla No propaga tramas dañadas; es el más usado
Corte (cut-through) Empieza a enviar en cuanto lee la MAC de destino Menor retardo; se usa en centros de datos

Dominios de colisión y de broadcast

Equipo Dominios de colisión Dominios de broadcast
Hub de 8 puertos 1 (todos comparten) 1
Switch de 8 puertos, una VLAN 8 (uno por puerto) 1
Switch con 3 VLAN uno por puerto 3
Router uno por interfaz uno por interfaz

Configuración (Cisco IOS)

Configuración básica

Switch(config)# hostname S1
S1(config)# enable secret Cl4ve-Privilegiada
S1(config)# interface vlan 99
S1(config-if)# ip address 192.168.99.11 255.255.255.0
S1(config-if)# no shutdown
S1(config-if)# exit
S1(config)# ip default-gateway 192.168.99.1
S1(config)# interface range FastEthernet0/13 - 22
S1(config-if-range)# shutdown

Seguridad de puertos

S1(config)# interface FastEthernet0/3
S1(config-if)# switchport mode access
S1(config-if)# switchport port-security
S1(config-if)# switchport port-security maximum 2
S1(config-if)# switchport port-security mac-address sticky
S1(config-if)# switchport port-security violation restrict
Comando Para qué sirve
interface vlan 99 + ip address IP para administrar el switch (en una VLAN de administración, no en la 1)
ip default-gateway Para administrarlo desde otras redes
interface range … shutdown Apaga los puertos que no se usan
switchport port-security Activa la seguridad de puertos (el puerto debe estar en modo access)
maximum 2 Permite como máximo 2 MAC en ese puerto (p. ej. un teléfono IP y una PC)
mac-address sticky Aprende las MAC conectadas y las guarda en la configuración
violation restrict Si aparece una MAC de más, descarta su tráfico y registra el evento (shutdown, el modo por defecto, apaga el puerto)

Verificación y diagnóstico

Comando Qué debes ver
show mac address-table Cada MAC con su VLAN, su tipo (DYNAMIC, STATIC) y su puerto
show interfaces status Estado, VLAN, dúplex y velocidad de cada puerto
show port-security interface f0/3 Estado (Secure-up), máximo, MAC aprendidas y conteo de violaciones
show port-security address Las MAC seguras de todos los puertos
clear mac address-table dynamic Borra lo aprendido para que el switch vuelva a aprender

Para tomar en cuenta

  • No uses la VLAN 1 para administrar ni para usuarios: crea una VLAN de administración aparte.
  • Apaga los puertos libres o asígnalos a una VLAN sin uso; evitas que cualquiera se conecte.
  • Documenta los puertos con description y etiqueta los cables en el patch panel.
  • Un switch casero conectado a la red puede crear bucles o saltarse la seguridad de puertos. Mejor detectarlo con port security y BPDU Guard.
  • PoE: si conectarás teléfonos IP, cámaras o puntos de acceso, elige un switch con PoE y revisa su presupuesto de potencia.
  • Velocidad de los enlaces entre switches: deben ser más rápidos que los de los equipos (p. ej. puertos de 1 o 10 Gb/s hacia el núcleo).

Material descargable

Aún no hay material descargable para este tema. Pronto habrá cuadernillos, manuales o laboratorios.

Referencias (RFC / estándar)

  • IEEE. IEEE 802.1Q — Bridges and Bridged Networks (incluye el funcionamiento de los puentes y switches, antes IEEE 802.1D). https://standards.ieee.org/ieee/802.1Q/
  • Cisco Systems. Catalyst 2960-X Switch Security Configuration Guide — Port Security (documentación oficial).
  • Cisco Networking Academy. CCNA: Introduction to Networks — módulos de switching y configuración básica del switch.
  • Cisco Networking Academy. CCNA: Switching, Routing, and Wireless Essentials — módulo de seguridad en switches.

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