¿Cuál es la diferencia entre el Switch de Capa 2 y el Switch de Capa 3?

Para conectar todos los dispositivos de red y clientes en una red, necesitas un switch capa 2. Este switch es esencial para la conexión de dispositivos. A medida que la diversidad de aplicaciones de red aumenta y se implementan redes convergentes, se vuelven necesarios switches más avanzados. Pongamos por ejemplo el switch capa 3:

Este switch es cada vez más relevante en centros de procesamiento de datos, redes corporativas complejas, aplicaciones de negocios y proyectos sofisticados para clientes.

¿Qué es el switch Capa 2?

El modelo OSI es un modelo de referencia para describir las comunicaciones de red. Para comprender el origen de los términos "Capa 2" o "Capa 3", es necesario revisar las especificaciones del modelo OSI (Open System Interconnection).

Las especificaciones están compuestas por siete capas: Capa física, Capa de enlace de datos, Capa de red, Capa de transporte, Capa de sesión, Capa de presentación y Capa de aplicación. Cuando digamos "Capa 2", nos referimos a la Capa de enlace de datos. Y cuando digamos "Capa 3", hablamos de la Capa de red.

La Capa 2 permite que los dispositivos en una red local (LAN) se comuniquen directamente entre sí. Un switch capa 2 facilita esta comunicación al utilizar una tabla de direcciones MAC. En esta tabla, el switch guarda las direcciones MAC de los dispositivos que ha identificado, junto con el puerto físico donde los vio por última vez.

Los paquetes de información se envían y reciben usando direcciones MAC solo dentro de la red LAN. Fuera de la LAN, estas direcciones no son reconocidas.

Además, un switch capa 2 tiene la capacidad de asignar VLANs (redes virtuales) a puertos específicos del switch. Esto permite que dispositivos en diferentes VLANs se comuniquen entre sí, incluso si están en subredes distintas en la Capa 3.

¿Cuál es el Switch Capa 3?

La Capa 3 se ocupa del enrutamiento de paquetes a través de direcciones lógicas y el control de subredes. Uno de los dispositivos más comunes en la Capa 3 es el router (también conocido como router). Este se encarga de dirigir los paquetes hacia sus respectivas direcciones IP (Protocolo de Internet).

En la Capa 3, se verifica la dirección IP de origen y destino de cada paquete. Esto se hace en la tabla de enrutamiento IP. Luego, se decide el siguiente paso en la ruta del paquete. Este puede ser hacia otro router o hacia un switch.

Si la dirección IP de destino no se encuentra en la tabla, el paquete se descarta a menos que haya una dirección IP predeterminada configurada. Por esta razón, el proceso de enrutamiento a menudo es sensible a la latencia.

Si quiere saber más, puede leer este artículo: Switch capa 3 vs el router

Un switch capa 3, como se muestra en la imagen, también conocido como switch multicapa, combina algunas de las funciones de un switch capa 2 y las de un router. Estos tres dispositivos diferentes están diseñados para diversas aplicaciones y dependen en gran medida de las funciones que pueden ofrecer. A pesar de sus diferencias, comparten algunas similitudes en sus funciones.

La diferencia entre un switch capa 2 vs capa 3

La principal diferencia entre la Capa 2 y la Capa 3 se encuentra en su función de enrutamiento. Un switch de Capa 2 trabaja exclusivamente con direcciones MAC y no se preocupa por las direcciones IP ni otros elementos de niveles superiores.

Por otro lado, un switch capa 3 realiza todas las tareas de un switch capa 2, pero también puede llevar a cabo enrutamiento estático y dinámico.

En términos sencillos, un switch de capa 3 posee tanto una tabla de direcciones MAC como una tabla de rutas IP. Además de esto, controla la comunicación dentro de las VLAN y el enrutamiento de paquetes entre VLANs diferentes.

Un switch que solo agrega enrutamiento estático se conoce como "Layer 2+" o "Layer 3 Lite". Los switches capa 3 hacen más cosas y pueden entender la información de la dirección IP en los datos que pasan por el switch. Por ejemplo, pueden identificar el tráfico de VLAN utilizando la dirección IP en lugar de requerir configuraciones manuales en los puertos. En resumen, los switches capa 3 ofrecen mayor potencia y seguridad según sea necesario.

¿ Cómo elegir entre un switch Capa 2 y un switch Capa 3?

Consideraciones de uso inicial

Al momento de elegir entre un switch de Capa 2 y un switch capa 3, es importante pensar en el contexto del uso. Si tu red se basa principalmente en operaciones de Capa 2, como la conexión de servidores, un switch capa 2 es suficiente. Esto se conoce como la capa de acceso en la topología de red.

Requerimientos de enrutamiento Inter-VLAN

Si necesitas que los dispositivos de diferentes grupos se comuniquen entre sí a través de diferentes VLANs, necesitará un switch capa 3. Esta función se encuentra en la capa de distribución en la topología de red.

Comparación con routers

Si bien tanto los switches capa 3 como los routers pueden realizar enrutamiento, la elección entre ellos depende de tus necesidades específicas. No es tanto cuál es la mejor opción de enrutamiento en general, sino cuál es la más adecuada para la aplicación.

Uso de switch capa 3

Si quieres conectar varias redes y permitir el enrutamiento entre ellas sin necesidad de rutas externas, el switch capa 3 es la mejor opción.

Uso de router capa 3

Si necesitas enrutamiento hacia ISP o en entornos con funciones avanzadas de Capa 3, elige un router con más capacidad y funcionalidades de capa 3.

¿ Cómo comprar switches Capa 2 y switches Capa 3?

Si estás considerando la compra de un switch capa 2 vs capa 3, es importante tener en cuenta varios parámetros clave, como la velocidad de reenvío, el ancho de banda del backplane, el número de VLANs, la memoria de la dirección MAC y la latencia.

Velocidad de Reenvío (Throughput)

La velocidad de reenvío, también conocida como tasa de rendimiento, se refiere a la capacidad de reenvío de un backplane o tejido de conmutación. Cuando esta capacidad de reenvío es mayor que la suma de las velocidades de todos los puertos, se considera un backplane no bloqueante. La velocidad de reenvío se mide en paquetes por segundo (pps). Puede calcularse utilizando la siguiente fórmula:

Velocidad de Reenvío (pps) = Número de Puertos de 10 Gbit/s * 14.880.950 pps + Número de Puertos de 1 Gbit/s * 1.488.095 pps + Número de Puertos de 100Mbit/s * 148.809 pps.

Ancho de Banda del Backplane (Switch Fabric)

El ancho de banda del backplane o la capacidad del tejido de conmutación es la suma de las velocidades de todos los puertos. Esta suma se cuenta dos veces, una para la dirección de transmisión (Tx) y otra para la dirección de recepción (Rx). El ancho de banda del backplane se mide en bits por segundo (bps o bit/s) y se calcula de la siguiente manera:

Ancho de Banda del Backplane (bps) = Número de Puertos * Velocidad de Datos del Puerto * 2.

Otros Parámetros Clave

• Número de VLANs: Este parámetro se refiere a la cantidad de VLANs que pueden configurarse. Normalmente, 1K (equivalente a 1024 VLANs) es suficiente para un switch de Capa 2, mientras que un switch de Capa 3 suele admitir alrededor de 4k (4096) VLANs.

• Memoria de la Tabla de Direcciones MAC: Indica la cantidad de direcciones MAC que un switch puede almacenar. Por lo general, se expresa en capacidades como 8k o 128k.

• Latencia: La latencia se refiere al tiempo de retraso que experimenta una transferencia de datos. En general, se busca que la latencia sea lo más baja posible y se mide en nanosegundos (ns).

Es importante considerar estos parámetros al elegir un switch capa 2 o capa 3 para asegurarte de que se ajuste a tus necesidades de red.

Resumen

En este artículo, hemos explicado las características de los diagramas de las capas 2 y 3 y los dispositivos comunes utilizados en estas capas. Esto incluye el switch capa 2, el switch capa 3 y el router. Es importante destacar que no siempre el dispositivo más avanzado es la mejor opción. En su lugar, es esencial seleccionar el dispositivo más adecuado para tu aplicación específica.