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DESENTRAÑANDO LAS CAPAS DE LA CONMUTACIÓN DE LAS REDES INDUSTRIALES

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December 5, 2023

Los conmutadores de red operan en distintas capas del modelo OSI de redes, y cada una de ellas representa un ámbito de funcionalidad diferente adecuado para distintas aplicaciones industriales. En este artículo, repasaremos las distintas capas y las funcionalidades asociadas, y le ayudaremos a identificar el mejor conmutador de red para su solución.

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Teltonika Networks ha anunciado recientemente que, a partir de enero de 2024, reducirá el precio medio de sus conmutadores de red en un 30% de media. Esto representa nuestro compromiso de expandirnos y crecer rápidamente en el mercado mundial de conmutadores de red industriales.

Esta iniciativa tiene muchas capas, lo que es muy apropiado para los conmutadores de red. Cualquier conmutador funciona en una de las 7 capas del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI). Un conmutador de red que opera en cualquiera de estas 7 capas significa que tiene funcionalidades que caen bajo esa capa.

Pero como cualquier ingeniero de redes experimentado puede decirle, no está tan claro como tener 7 categorías ordenadas. Por lo general, los conmutadores funcionan en 5 de las 7 capas, mientras que las capas 5 y 6 quedan fuera de juego. E incluso hay una capa secreta en algún punto intermedio.


De hecho, las capas de los interruptores son como las capas de una cebolla: si no tiene cuidado, pueden hacerle llorar. Para asegurarnos de que eso no ocurra, repasemos las diferentes capas y las funcionalidades asociadas, y aprendamos cuándo debe desplegar un conmutador de red que opere en esa capa.


Hay que tener en cuenta que, a medida que se asciende en las capas, factores como la sofisticación de los dispositivos, el precio y el rendimiento varían. Los conmutadores de nivel superior son más caros, consumen más energía, requieren una configuración más compleja y suelen ofrecer un rendimiento más lento en lo que respecta al reenvío de datos en bruto. Por otro lado, ofrecen una mayor seguridad e inteligencia de las que algunas soluciones simplemente no pueden prescindir.

Capa 1: física

El nivel más básico de los conmutadores de red, la capa física, cubre los aspectos básicos. Un conmutador de esta capa es un conmutador no gestionado capaz de transferir datos, incluyendo su codificación, señalización, transmisión y recepción, pero no puede gestionar el tráfico de ninguna manera. En otras palabras, un conmutador de red de Capa 1 puede desplegarse cuando se necesita un concentrador sin ninguna capacidad de filtrado o procesamiento.

La simplicidad de los conmutadores de capa 1 los hace asequibles y fáciles de instalar. Su transmisión de datos se produce a velocidad de cable, pero la configuración de conmutación de circuitos puede ayudar a optimizar esta velocidad si es necesario.

Si para su solución basta con una simple transferencia de datos sin gestión de red, un conmutador de capa 1 es perfectamente suficiente.

Capa 2: enlace de datos

Los conmutadores de capa 2 son los típicos conmutadores de red, ya que es la capa más común. Y, afortunadamente, tienen un poco más de cerebro. Conocidos como conmutadores gestionados, son capaces de identificar dispositivos finales y utilizan tramas Ethernet y direcciones MAC para procesar y reenviar datos correctamente.

También son capaces del etiquetado VLAN, priorizar el tráfico y filtrar direcciones MAC, así como de gestionar eficazmente el flujo de datos a través de una red conmutando tramas de datos de un puerto LAN a otro. Es importante destacar que cada puerto de un conmutador de Capa 2 es un dominio de colisión independiente. Esto reduce significativamente el riesgo de colisiones en el tráfico de red, lo que se traduce en un flujo de datos más fluido.

Si necesita un dispositivo para gestionar los datos de su red de forma rápida y sin mucha granularidad, la Capa 2 es la capa para usted.

Layer 3: red

Los conmutadores gestionados de capa 3 empiezan a solaparse con los routers, ya que cuentan con capacidades tanto de conmutación como de enrutamiento, incluido el soporte de enrutamiento IP entre VLAN configuradas, así como el soporte avanzado y dinámico de otros protocolos de enrutamiento, como RIP, OSPF y BGP, para intercambiar información de rutas entre redes. Sin embargo, a diferencia de los routers, sólo pueden soportar un único tipo de red.

Además de una mejor segmentación de la red y gestión del tráfico, los conmutadores de Capa 3 también ofrecen un alto rendimiento, baja latencia, calidad de servicio (QoS) y sólidas funciones de seguridad, como ACL, funciones de firewall e inspección profunda de paquetes.

Si necesita que su conmutador de red tenga capacidades básicas de enrutamiento, pero algo más que enrutamiento estático, la Capa 3 es el camino a seguir.

Layer 4: transporte

Los conmutadores de red de capa 4, conocidos como conmutadores multicapa, ofrecen complejas capacidades de gestión de red. Pueden identificar el protocolo de aplicación incluido en cada paquete (HTTP, FTP, etc.) y utilizar esta información para decidir qué software de nivel superior es el más apropiado para ese paquete.

Un conmutador de Capa 4 también es capaz de determinar a qué servidor debe enviarse una consulta determinada (en función de la carga del servidor), identificar servidores desconectados y establecer y finalizar sesiones TCP/UDP.

Los conmutadores de Capa 4 son una buena elección cuando se necesita más control sobre el tráfico de red del que pueden proporcionar los conmutadores de Capa 3, logrando un equilibrio entre rendimiento y funcionalidad.

Layer 7: aplicación

Como las capas 5 y 6 no son relevantes en el mundo de los conmutadores de red, pasemos directamente a la última capa. Los conmutadores de capa 7 proporcionan un reenvío más rápido y decisiones de enrutamiento basadas en información más granular y son capaces de inspeccionar de forma inteligente los datos dentro de cada paquete.

Por ejemplo, un conmutador de red de Capa 7 puede reconocer transacciones a nivel de aplicación basadas en URL y otras técnicas específicas de instalación o configuración. A continuación, puede utilizar la información de las cookies, las cabeceras HTTP o las cadenas URL para tomar sus propias decisiones de reenvío.

Otras funciones de la Capa 7 son la habilitación, deshabilitación, duplicación, asignación y agregación de puertos, configuración de VLAN, supervisión SNMP y muchas otras.

Los conmutadores de red de capa 7 suelen utilizarse en entornos complejos que requieren decisiones de enrutamiento de datos de alto nivel, como centros de datos, servicios en la nube y servicios de telecomunicaciones.

¿En qué capas operan los conmutadores industriales de Teltonika Networks?

Actualmente, la serie TSW de conmutadores industriales de Teltonika Networks opera en dos capas diferentes. Nuestros 8 conmutadores no gestionados operan en la capa 2, proporcionando una simple transferencia de datos. Por supuesto, no todos son iguales: cada producto ofrece un valor diferente a cualquier solución de red, como el número y el tipo de puerto, la inclusión o exclusión de la funcionalidad de alimentación a través de Internet (PoE), etc.

También disponemos de 2 conmutadores gestionados que funcionan en Capa 2, aunque sus prestaciones van más allá. Estos dispositivos también cuentan con una serie de funciones de Capa 3, incluido el enrutamiento estático para el enrutamiento básico del tráfico entre distintas subredes o VLAN, funciones de control de puertos, compatibilidad avanzada con VLAN y compatibilidad con protocolos clave como Profinet, SNMP, LLDP y Ethernet/IP.

Y no sólo eso, sino que funcionan con un sistema operativo personalizado desarrollado específicamente para nuestros conmutadores gestionados: WitchOS.

La magia de WitchOS

WitchOS (como "switch" sin la S, por si se lo está preguntando) abre la puerta a un nuevo mundo de valor para las soluciones de red que despliegan conmutadores gestionados. Aunque por el momento Teltonika Networks sólo dispone de conmutadores gestionados que operan en Capa 2, tenga por seguro que WitchOS será igual de mágico cuando estén disponibles productos en capas superiores (¡estamos trabajando en ello!).

Entonces, ¿qué ventajas aporta WitchOS al trabajo en red?

Imagine que su solución incluye una compleja red de dispositivos finales. PLC, HMI, paneles, sensores: el paquete completo. Mantener un conocimiento claro de la topología de su red es esencial para la eficacia de las operaciones y la resolución de problemas. Para ello es necesario el protocolo LLDP (Link Layer Discovery Protocol).

WitchOS es compatible con LLDP, lo que le permite integrar sin esfuerzo nuevos dispositivos finales e identificarlos siempre que surja algún problema. Si un dispositivo final funciona mal, LLDP le permite localizar rápidamente su ubicación exacta y las relaciones con otros dispositivos de su topología.

Otro protocolo clave compatible con WitchOS es Profinet, que se utiliza para el intercambio de datos determinista y de alta velocidad entre controladores, como PLC, y otros dispositivos finales. Esto es esencial para las operaciones industriales que dependen del intercambio instantáneo de datos M2M, como las líneas de fabricación complejas y de alta precisión.

Aparte de la compatibilidad con protocolos, WitchOS incorpora muchas funciones muy apreciadas de RutOS, el sistema operativo de los routers y pasarelas de Teltonika Networks, siempre que sean relevantes para el uso de conmutadores de red. Esto incluye una excelente interfaz de usuario y páginas especializadas para una larga lista de funciones y configuraciones de control de red que le ayudarán a controlar de forma eficiente el estado, el rendimiento y las operaciones de su red.

La capa adecuada para su solución

La elección de la capa de conmutación adecuada para su solución de red depende de sus necesidades. Tenga en cuenta el tamaño y la complejidad de su red, así como las necesidades de seguridad y enrutamiento.

Si no está seguro de cuál es la capa adecuada para usted, haga clic en el botón de abajo para charlar con uno de nuestros representantes de ventas.

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