Switch vs Hub: principales características, diferencias entre ellos y usos

Para poder interconectar diferentes dispositivos con el estándar Ethernet, y haciendo uso del popular conector RJ-45, es necesario disponer de una serie de dispositivos para conectarlos, concretamente de un switch o de un hub. En este artículo vamos a ver en detalle cuál es la diferencia entre los dos dispositivos, y qué ventajas te aporta un switch frente a un hub.

Un hub o switch sirven para que podamos conectar diferentes equipos mediante el uso de un cable de red con conector RJ-45, y así esos equipos puedan estar interconectados o tengan conexión con otra red. Todos nosotros tenemos en casa un dispositivo de estos, y es que dentro del router que te da tu compañía hay un switch incorporado, ya que no solamente disponen de un puerto para la LAN, sino varios, e internamente el router dispone de una parte de switch para proporcionar varios puertos.

Qué es un hub

Lo primero que tenemos que tener claro es que un hub es mucho más simple que un switch, y actualmente ya no se utilizan debido al rendimiento que proporcionan y a las pocas posibilidades de configuración que disponemos. Cuando usamos un hub y un equipo envía una trama de datos a la red, esta trama pasa por el hub, y el propio dispositivo se encarga de enviarlo por todas las bocas de red excepto por donde la ha recibido. Es decir, el hub no sabe a qué equipo va destinado y los envía a todos.

Qué es un Switch

Cuando conectamos un equipo a un switch este internamente tiene una CAM (Content Addressable Memory) donde almacena información importante de la red, como las direcciones MAC que hay conectadas en los diferentes puertos físicos y si tenemos alguna VLAN asociada a un determinado puerto. De esta forma, cuando al switch le llega un paquete de datos de algún equipo, lee el encabezado de datos y sabe a qué equipo va y lo desvía por el puerto correcto, mirando previamente la tabla CAM construida. Es decir, la diferencia es que el hub envía todos los datos que recibe por todos los puertos y el switch lo envía solo al puerto del equipo correcto.

Un detalle importante es que el switch utiliza una arquitectura store-and-forward, es decir, almacena la trama de datos en un pequeño buffer, para posteriormente reenviarla a su destinatario correcto.

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Más diferencias entre un hub y switch:

A un hub no se le pueden conectar tantos equipos como a un switch porque si no se colapsaría, al enviar datos de todos los equipos a todos los equipos. Un switch como hemos dicho, es un aparato «inteligente», que tiene una tabla con los equipos que tienen conectados. Hoy en día los switches gestionables disponen de características mucho más avanzadas, como la posibilidad de crear VLANs, realizar Link Aggregation, crear redes complejas redundantes y mucho más.

Seguramente muchos os estaréis preguntando, por qué si un switch es muchísimo mejor, se venden los hubs. Hace muchos años, dependiendo del uso, es posible que solo necesitaras un hub, y los usuarios compraban este tipo de dispositivos porque eran mucho más baratos que los switches. A partir del estándar Gigabit Ethernet, se empezaron a popularizar los switches con estas velocidades, y los hubs dejaron de tener sentido en las redes de datos.

Ahora está ocurriendo algo similar, los switches no gestionables (lo que no disponen de ningún tipo de configuración) siguen existiendo, pero cada vez más los usuarios avanzados recurren a switches gestionables ya que nos dan la posibilidad de realizar configuraciones avanzadas, además, la diferencia de precio hoy en día no es tan grande como hace unos años. No obstante, funcionalidades que antes solamente estaban en switches gestionables como el IGMP Snooping, ahora también lo encontramos en los switches no gestionables para permitirnos utilizar servicios de IPTV y que la red no colapse por el tráfico multicast.

Las diferencias técnicas entre un Hub y un Switch

En el hub cuando recibe las tramas de datos se pueden producir colisiones porque el hub actúa dentro de la capa 1 del modelo OSI, y reenvían todos los datos transmitidos a todos los puertos. Cuantos más hub tenemos en nuestra red, o cuánto más tráfico reciben, más probabilidades hay de que se produzcan la colisión de los datos y por lo tanto esos datos se pierdan y no lleguen a ningún lugar.

En cambio, los switches al ser dispositivos de capa 2 y 3 de OSI, segmentan los dominios de colisión al tener estos dispositivos internamente una CAM (Content Addressable Memory) donde almacenan la información de las direcciones MAC que hay conectadas en los diferentes puertos físicos con sus parámetros VLAN asociados, y por lo tanto, es imposible que se produzcan colisiones por muchos equipos o transferencia de datos que se produzcan. Con un switch tenemos tantos dominios de colisión como equipos conectados a él.

Sin embargo, si usamos hubs tenemos que hacer uso del protocolo de acceso al medio compartido CSMA/CD (Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection) que es un algoritmo para redes Ethernet que mejora las prestaciones de este tipo de dispositivos, gracias a que antes de transmitir datos escucha la red y así no provocar colisiones, pero veamos más en profundidad como funciona.

El algoritmo CSMA puede estar basado en alguno de los siguientes procedimientos:

  • CSMA Persistente: Cuando un equipo quiere transmitir, primero escucha si hay alguna transmisión de datos, y si está libre transmite. En caso contrario espera hasta que esté libre el canal de transmisión de datos.
  • CSMA no persistente: Funciona de forma parecida, cuando quiere transmitir, escucha a ver si hay alguna transmisión de datos, si no la hay transmite, pero en caso de alguien este transmitiendo y aquí está la diferencia, no se queda escuchando hasta que acabe la transmisión si no que se desconecta y vuelve a intentarlo pasado un rato prudencial.
  • CSMA p-persistente: Este procedimiento al igual que los anteriores, escucha para ver si hay alguien transmitiendo por el canal, pero si está libre, lo que hace es transmitir con una probabilidad p o bien se retrasa la emisión a una ranura temporal con probabilidad q=1-p, donde la ranura temporal suele ser igual al máximo retardo de la propagación de la señal.

Como habéis visto, este sistema nos permite mitigar las colisiones que pudiera haber en la red, sin embargo, presenta una serie de desventajas, como el rendimiento que conseguiremos si tenemos múltiples equipos conectados y enviando información. Por este motivo (y otros, como por ejemplo los último estándares 1000BASE-T o superior no son soportados por hubs), los hubs han pasado a la historia, y actualmente siempre se utilizan switches.