Funcionamiento de un Switch
Un switch es un dispositivo de nivel 2 OSI; el objetivo básico de este es realizar la conmutación de las tramas cuando se encuentran dentro de una misma red y si es necesario encaminar dichas tramas hacia una Gateway que será la encargada de enviarla hacia redes externas.
Los switchs basan su conmutación en las direcciones MAC de destino que posee cada uno de las tramas enviadas, para esto este dispositivo posee una tabla en donde registra que dirección MAC tiene conectado en sus interfaces o puertos, por ejemplo asocia la dirección MAC1 con la interfaz fa0/1 por lo tanto cuando le llega una trama que tiene como dirección MAC de destino la MAC1 este revisa en su tabla y la encamina hacia la interfaz fa0/1. Para definir qué puerto usar para transmitir una trama, el switch primero debe saber qué dispositivos existen en cada puerto, a medida que este dispositivo se va enterando de los equipos conectados en sus puertos va creando una tabla denominada CAM (Tabla de memoria de contenido direccionable).CAM es un tipo de memoria especial que se usa en las aplicaciones de búsqueda de alta velocidad.
En algunas ocasiones se tiene un switch conectados a otro, en este caso en la tabla CAM se registra en una interfaz varias direcciones MAC que correspondería a todas las direcciones que tiene registrada el otro switch al cual está conectado para poder así encaminar todas las tramas hacia los otros equipos que se encuentran en el otro Switch.
Cuando se inicia el switch este no tiene nada en su tabla CAM por lo tanto todas las tramas que se le envíen este las va a encaminar hacia todos sus puertos menos por el cual se recibió, cada vez que los equipos envían datos este va aprendiendo las direcciones MAC para así irlas registrando en la tabla CAM. Todo este proceso se puede describir en los siguientes pasos que se basan en la siguiente topología:
1. El switch S1 recibe una trama de PC 1 en el puerto 1.
2. El switch examina la dirección MAC de origen y la compara con la tabla de direcciones MAC, en este caso se pueden presentar dos situaciones
a) Si la dirección no está en la tabla CAM, éste asocia la dirección MAC de origen de PC1 al puerto de entrada (puerto 1) en la tabla.
b) Si la tabla CAM ya contiene una entrada para esa dirección de origen, restablece un temporizador el cual tiene como función borrar las entradas de la tabla si el equipo no envía ningún dato durante un determinado tiempo(5 minutos) por lo tanto al SW enviar una trama le indica al sistema que el todavía está conectado a dicho puerto y por lo tanto lo tiene que seguir tomando en cuenta en la tabla
3. Una vez que el switch registró la información de la dirección de origen, examina la dirección MAC de destino. Si la dirección de destino no figura en la tabla CAM o si es una dirección MAC de difusión(letras FF), el switch satura todos los puertos con la trama, excepto el puerto de entrada. En el caso de que si este la dirección de destino en la tabla este la encamina por el puerto correspondiente.
4. El dispositivo de destino (PC 3) responde a la trama con una trama de unidifusión dirigida a PC1
5. El switch incorpora la dirección MAC de origen de PC3 y el número de puerto de entrada a la tabla de direcciones. En la tabla CAM se encuentran la dirección de destino de la trama y el puerto de salida asociado.
6. Ahora el switch puede reenviar tramas entre estos dispositivos de origen y destino sin saturación, ya que cuenta con entradas en la tabla de direcciones que identifican a los puertos asociados