¿Cuál es la idea detrás de no poder especificar una dirección IP para los puertos individuales de un conmutador en lugar de un enrutador donde es imprescindible asignar una dirección IP a los puertos?

Hagámoslo simple

Los puertos de conmutadores no necesitan una dirección IP para hacer su trabajo, así que ¿por qué molestarnos con cualquier configuración de capa 3?

En algunos casos, los conmutadores deben tener direcciones IP para que se puedan administrar de forma remota o para tomar algún tipo de decisión de capa 3. Estos conmutadores están diseñados para comprender y tomar acciones de acuerdo con los “paquetes” de datos de la capa 3.

Para que los conmutadores reciban y transmitan “tramas” de datos entre hosts, no es necesario comprender la capa 3, solo las “Direcciones MAC” de la capa 2. Esto permite comunicaciones más rápidas y menos carga en la CPU.

Entonces, en lugar de preguntar por qué los conmutadores no necesitan una dirección IP para cada puerto, deberíamos preguntarnos ¿por qué pondríamos direcciones IP para los puertos de los conmutadores?

Por otro lado, tenemos enrutadores que necesitan una dirección IP para cada interfaz. Tienen direcciones IP porque deben tener una para tomar decisiones basadas en “paquetes” de datos de capa 3. Es por eso que el enrutador no es tan rápido como los conmutadores.

“Cambia donde puedas, ruta donde debes”

También tenemos conmutadores de capa 3 que son una especie de híbrido entre conmutadores y enrutadores. Hacen lo que puede hacer un conmutador y algunas de las funciones del enrutador también.

Fuente de las imágenes: Volver a lo básico: Router vs Switch

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El propósito principal de un conmutador es unir cosas que están en la misma red de capa 2 (y, por lo tanto, generalmente estarán en la misma subred IP). Por el contrario, un enrutador une diferentes subredes IP y, por lo tanto, debe tener una dirección IP en cada una de las subredes a las que se une.

Antes de que hubiera conmutadores, los concentradores cumplían el mismo propósito, que simplemente repetían todo el tráfico recibido en cualquier puerto a todos los puertos. Un conmutador es más inteligente e intenta averiguar a qué puerto debe ir un paquete y enviarlo allí, para disminuir las colisiones en la red. Sin embargo, los interruptores no son perfectos, y todos los interruptores (hasta donde yo sé) pueden volver a actuar como concentradores si es necesario.

Un enrutador, por el contrario, no hace esto. Normalmente tiene una “ruta predeterminada”: un destino al que se enviará un paquete si el enrutador no tiene otros datos que le indiquen a dónde debe ir. Dichos paquetes solo salen por esa ruta, donde un conmutador envía paquetes que no sabe qué hacer sin todos los puertos disponibles.

(Esto es, por supuesto, ignorar los “conmutadores inteligentes” con capacidad de enrutamiento limitada, VLAN, etc.)

Un enrutador conecta imperativamente diferentes redes. Una interfaz de enrutador debe tener una dirección IP para tal fin.

Una interfaz de conmutador, a su vez, no necesariamente conecta redes “diferentes”. Conecta dispositivos y, a veces, las direcciones IP se asignan a sus interfaces únicamente para la administración y un mejor control dentro de la intranet.

Los switches de capa 3 vienen con capacidades de enrutamiento. Lo que lleva a los enrutadores y conmutadores a menos diferencias. Sin embargo, los enrutadores y conmutadores se utilizan esencialmente en diferentes contextos.

No olvides esto: cambia donde puedas. Ruta donde debes.

Los conmutadores funcionan en la capa 2 y funcionan en función de las direcciones MAC.

Las direcciones IP entran en juego en la capa 3, donde están los enrutadores.