Por el momento, voy a suponer que está hablando (al menos principalmente) sobre Ethernet; con algunas cosas (por ejemplo, ATM), un “interruptor” es un tipo de cosas completamente diferente.
Hubs
Un concentrador toma cualquier entrada en cualquier puerto y la envía a cualquier otro puerto del concentrador.
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Interruptores
Un conmutador tiene algo de memoria en la placa para realizar un seguimiento de los MAC de Ethernet que están conectados a cada puerto, por lo que cuando entra una entrada, la envía a * solo * el único puerto que está conectado al MAC de Ethernet que es el destino del paquete Si ninguno de los otros puertos tiene esa dirección MAC conectada, la enviará al puerto de enlace ascendente.
Por lo tanto, los concentradores y conmutadores funcionan al nivel de Ethernet en sí mismo. Un concentrador solo conoce el protocolo CSMA / CD. Un conmutador agrega conocimiento de las direcciones MAC. Entonces, un hub funciona sin mirar el contenido de un paquete. Un conmutador hace su trabajo solo mirando la parte de la dirección MAC de un paquete. El resto del paquete simplemente lo recibe y luego lo envía sin cambios.
Enrutadores
Un enrutador funciona con un protocolo de nivel superior, generalmente IP. En un nivel realmente general, la idea es similar a un conmutador: realiza un seguimiento de qué direcciones están conectadas a qué puertos, y cuando entra un paquete, lo envía al puerto al que está conectada esa dirección. Sin embargo, hay algunas diferencias importantes. En primer lugar, un conmutador realiza un seguimiento de la dirección MAC de * cada * otro adaptador Ethernet conectado a él (que no sea en el puerto de enlace ascendente), por lo que la decisión sobre a qué puerto enviar un paquete es muy simple y directo: si es el destino está en la tabla de direcciones MAC, envíelo a ese puerto. De lo contrario, envíelo al puerto de enlace ascendente.
Con un enrutador, las cosas no son tan simples: tiene un conjunto de reglas sobre cómo manejar varios paquetes. Por ejemplo, tiene cosas como paquetes de difusión (se envían a todas las direcciones IP locales, pero no a ninguna otra) y paquetes de multidifusión (un solo paquete proviene de un host, se envía a todos los hosts que están suscritos).
Con frecuencia, también tiene reglas para enrutar un paquete en función del puerto al que intenta conectarse, por lo que (por ejemplo) incluso con un enrutador doméstico pequeño, podría tener un servidor FTP ejecutándose en una máquina, un servidor HTTP en un segundo, y un servidor SMTP en un tercero. El mundo exterior usará la misma dirección IIP para conectarse a todos ellos, pero el enrutador enviará paquetes a sus diferentes máquinas internamente, en función del número de puerto al que se envían.
Los enrutadores más grandes (es decir, no el enrutador doméstico de su variedad de jardín con punto de acceso incorporado y posiblemente un módem DSL o por cable) también hacen cosas como actualizar dinámicamente sus tablas de enrutamiento basadas en protocolos como RSVP-TE, para tratar de proporcionar el mejor equilibrio entre calidad de servicio, costo, ancho de banda, latencia, etc. Por ejemplo, si está descargando un archivo y utilizando el chat de voz al mismo tiempo, pueden enviar los paquetes de voz a través de una ruta para minimizar la latencia, y la descarga del archivo de otra manera para maximizar el ancho de banda (incluso si el origen y el destino son exactamente iguales para ambas transmisiones).
Puentes
Un puente es básicamente similar a un conmutador, excepto que funciona con dos redes completamente diferentes. Supongamos, por ejemplo, que tenía algunas máquinas conectadas con una antigua red de IBM Token Ring, y algunas otras máquinas conectadas por Ethernet. Un puente Token Ring a Ethernet le permitiría conectarlos juntos, por lo que las máquinas en ambas redes podrían comunicarse entre sí.
En un caso típico, el puente haría esto creando una dirección MAC Ethernet virtual para cada máquina en la red Token Ring, y una dirección virtual Token Ring para cada máquina en la red Ethernet. Cuando una máquina en el lado de Token Ring quería enviar algunos datos a una máquina en el lado de Ethernet, enviaba un paquete normal de Token Ring a la dirección virtual en el puente. El puente recibiría ese paquete Token Ring, extraería la carga útil del paquete y lo volvería a empaquetar en un paquete Ethernet con la dirección MAC Ethernet de la máquina de destino. Cuando volviera la respuesta, sería más o menos lo contrario.
Algunos enrutadores también incluyen algún tipo de capacidad de puente también. Un enrutador doméstico también puede conectar Ethernet a, por ejemplo, DSL. Un enrutador backbone grande podría conectar Ethernet a, por ejemplo, OC 48.