2.3 Conmutación y VLAN
2.3.3 Conmutación de Capa 2 y Capa 3
Nota para el instructor
  Este es un tema relativamente avanzado que se incluyó para enseñar el vocabulario: los estudiantes escucharán o leerán probablemente acerca de la "Conmutación de Capa 3" y "los switches de Capa 3" en sus estudios y su experiencia laboral. Las Mejores prácticas para enseñar este indicador de objetivos incluyen Miniconferencia y Estudio en línea (con una Guía de estudio).
Existen dos métodos de conmutación de tramas de datos: la conmutación a nivel de Capa 2 y de Capa 3. La conmutación es el proceso de tomar una trama que llega de una interfaz y enviar a través de otra interfaz. Los routers utilizan la conmutación de Capa 3 para enrutar un paquete; los switches (switches de Capa 2) utilizan la conmutación de Capa 2 para enviar tramas.

La diferencia entre la conmutación de Capa 2 y Capa 3 es el tipo de información que se encuentra dentro de la trama y que se utiliza para determinar la interfaz de salida correcta. Con la conmutación de Capa 2, las tramas se conmutan tomando como base la información de la dirección MAC. Con la conmutación de Capa 3, las tramas se conmutan tomando como base la información de la capa de red.

La conmutación de Capa 2 no mira dentro de un paquete para obtener información de la capa de red como lo hace la conmutación de Capa 3. La conmutación de capa 2 busca una dirección MAC destino dentro de una trama. Envía la información a la interfaz apropiada si conoce la ubicación de la dirección destino. La conmutación de capa 2 crea y mantiene una tabla de conmutación que ayuda a ubicar las direcciones MAC que pertenecen a cada puerto o interfaz.

Si el switch de capa 2 no sabe dónde enviar la trama, realiza el broadcast de la trama desde todos sus puertos hacia la red a fin de saber cuál es el destino correcto. Una vez que vuelve la trama de respuesta, el switch aprende la ubicación de la nueva dirección y agrega la información a la tabla de conmutación. El fabricante del equipo de comunicación de datos determina las direcciones de Capa 2. Son direcciones únicas que se componen de dos partes: el código de fabricación (MFG) y el identificador único. El Instituto de ingeniería eléctrica y electrónica (IEEE) asigna un código MFG a cada distribuidor. El distribuidor asigna un identificador único. Salvo en el caso de las redes de Arquitectura de sistemas de red (SNA), los usuarios tienen poco o ningún control sobre el direccionamiento de Capa 2 ya que las direcciones de Capa 2 se ajustan con un dispositivo, mientras que las direcciones de Capa 3 se pueden modificar. Además, las direcciones de Capa 2 utilizan un espacio de dirección plano con direcciones universalmente únicas. La conmutación de Capa 3 opera a nivel de la capa de red. Examina la información del paquete y envía los paquetes tomando como base las direcciones destino de la capa de red. La conmutación de Capa 3 también soporta la funcionalidad del router.

En la mayoría de los casos, el administrador de red determina las direcciones de Capa 3. Los protocolos como IP, IPX y AppleTalk utilizan el direccionamiento de Capa 3. Al crear direcciones de Capa 3, un administrador de red crea áreas locales que actúan como unidades de direccionamiento únicas (similares a las calles, ciudades, estados y países) y asigna un número a cada entidad local. Si los usuarios se mudan a otro edificio, sus estaciones finales obtienen nuevas direcciones de Capa 3, paro sus direcciones de Capa 2 permanecen iguales.

Como los routers operan a nivel de Capa 3 del modelo de referencia OSI, pueden adoptar y crear una estructura de direccionamiento jerárquico. Por lo tanto, una red enrutada puede unir una estructura de direccionamiento lógico a una infraestructura física, por ejemplo, a través de subredes TCP/IP o redes IPX para cada segmento. El flujo de tráfico en una red conmutada (es decir, plana) es, por lo tanto, inherentemente diferente del flujo de tráfico en una red enrutada (es decir, jerárquica). Las redes jerárquicas permiten un flujo de tráfico más flexible que las redes planas, ya que pueden usar la jerarquía de red para determinar las rutas óptimas y contener los dominios de broadcast.