Cambiar funciones en la capa 2 – Part 1

Requisito previo: conmutador 
El conmutador es un dispositivo de capa 2 que funciona en función de la dirección MAC (dirección física) de un dispositivo. Switch realiza principalmente estas funciones: 

1. Aprendizaje: el conmutador aprende la dirección MAC del dispositivo en el puerto del conmutador en el que recibe la trama.
2. Reenvío: el conmutador realiza 2 tipos de reenvío de mensajes: 
   (a) Unidifusión: el conmutador transmite la trama al destino solo cuando tiene una entrada para la dirección MAC de destino en su tabla de direcciones MAC. 
   (b) Unidifusión desconocida: cuando un conmutador recibe una trama de unidifusión para un destino para el cual el conmutador no tiene entrada en su tabla MAC, entonces el conmutador simplemente transmite la trama a través de todos los puertos. Esto se conoce como inundación.
3. Filtrado: la trama se reenviará a través de ese puerto de switch solo para el cual el switch ya haya aprendido la dirección MAC en su tabla MAC.
4. Evitación de bucles: para la redundancia, se conectan dos conmutadores entre sí a través de dos enlaces, lo que también puede generar bucles de capa 2. Estos bucles se evitan cambiando mediante el protocolo STP (protocolo de árbol de expansión).

Nota: una entrada en la tabla MAC del conmutador, también conocida como CAM (Memoria de contenido direccionable), puede permanecer hasta 300 segundos. Cuando se recibe una trama para una dirección MAC de destino, se restablece el límite de tiempo de 300 segundos. La tabla MAC tiene 4 entradas: 

• Número de puerto: el puerto del conmutador está conectado a la MAC de destino.
• Dirección MAC: dirección MAC de ese host que está conectado a ese puerto de switch.
• Tipo: nos dice cómo el conmutador ha aprendido la dirección MAC del host, es decir, estática o dinámica. Si la entrada se agrega manualmente, será estática; de lo contrario, será dinámica.
• VLAN: indica a qué Vlan pertenece el host, conectado a ese puerto de switch.

¿Cómo aprende el interruptor la dirección Mac? 
El conmutador actualizará su tabla MAC solo cuando reciba cualquier trama del host. Si no hay una entrada para el host de destino, el conmutador primero aprenderá la dirección Mac del host de origen y luego inundará el marco a través de todos sus puertos excepto el puerto en el que se recibe el marco, pero si hay una entrada para el host de destino en La tabla Mac del interruptor será unidifusión. 

Veamos esto con un ejemplo. 
Ejemplo: aquí hay una pequeña topología que tiene el host A (192.168.1.1/24), el host B (192.168.1.2/24), el host C (192.168.1.3/24), el host D (192.168.1.4/24) y 2 cambia en el medio. Comprenderá el proceso de aprendizaje de la dirección MAC del conmutador haciendo ping desde el host A al host C. Inicialmente, las tablas MAC de ambos conmutadores tienen una entrada solo para otro conmutador.  

Tan pronto como el usuario intenta hacer ping al host C, ve que se generan 2 paquetes: uno de ICMP y otro de ARP.  

Primero, ARP se resolverá, es decir, el host A transmite la solicitud de ARP en la red.  

El switch0 recibe la solicitud ARP de difusión y actualizará su tabla MAC. 

Nota: Switch0 ya tiene una entrada para Switch1. El switch0 transmite el marco a cambio del switch1 y la PC. Host B descartará el marco ya que no está destinado a él.  

Ahora, switch1 recibirá la trama y primero actualizará su tabla MAC. 

Nota: aquí, el switch1 ha aprendido las diferentes direcciones MAC del switch0 y el host A en el mismo puerto fa0/1 porque el host A está conectado al switch0 en fa0/1 y, por lo tanto, muestra el mismo puerto fa0/1. Ahora, switch1 transmitirá la trama ARP al host C y al host D, ya que están presentes en el mismo dominio de transmisión. 

El host C generará una respuesta ARP que es unidifusión al conmutador. El switch1 actualizará su tabla MAC colocando una entrada para el host C. 

Tanto el conmutador (conmutador 0 como el conmutador 1) transmitirán por unidifusión esta respuesta ARP al host A esta vez porque esta vez los conmutadores ya han aprendido la dirección MAC del host A.  

La trama se entrega con éxito al host A resolviendo el ARP.  

Ahora la solicitud de eco ICMP es unidifusión al host C.  

La respuesta de eco ICMP es unidifusión al host A.  

Recuerde:  
¿cuándo se transmitirá el interruptor? Si el host ha transmitido una trama, el conmutador que la recibe la transmitirá más a través de sus puertos de todos modos. 
¿Cuándo hará el interruptor inundaciones (unidifusión desconocida)? Si el host tiene una trama de unidifusión y el conmutador no tiene una dirección Mac de destino en su tabla Mac, el conmutador inundará todos sus puertos excepto el puerto en el que se recibe la trama. 
¿Cuándo se unidifundirá el interruptor? Si el conmutador tiene una entrada para el host de destino en su tabla Mac, la trama será unidifusión.