¿Qué es un hub y cómo funciona?

Aunque ahora hay otras formas de in­te­r­co­ne­c­tar los equipos de una red local, los hubs se siguen uti­li­za­n­do. Pero ¿qué es un hub?, ¿cómo y para qué se utiliza? y ¿qué ventajas e in­co­n­ve­nie­n­tes tiene?, sobre todo en co­m­pa­ra­ción con un switch.

Un hub es un di­s­po­si­ti­vo de red que conecta di­fe­re­n­tes nodos de, por ejemplo, una red Ethernet con co­n­fi­gu­ra­ción en estrella. En el modelo de re­fe­re­n­cia OSI (Open Systems In­te­r­co­n­ne­c­tio­ns), los hubs se cla­si­fi­can como elementos de la capa 1 que operan en la capa física. Su principal cometido es conectar varios or­de­na­do­res entre sí y reenviar in­me­dia­ta­me­n­te los datos recibidos. Los hubs suelen ser de plástico, necesitan una fuente de ali­me­n­ta­ción externa para funcionar y contienen entre 4 y 16 puertos, es decir, co­ne­xio­nes físicas. Su ancho de banda máximo suele ser de 10/100 Mbit por segundo. El término “hub” procede del inglés y significa “centro” o “nodo”.

El hub recibe datos y los hace llegar a todos los di­s­po­si­ti­vos que tiene co­ne­c­ta­dos (hosts), lo hace tra­n­s­mi­tie­n­do en modo se­mi­dú­plex (ambas di­re­c­cio­nes, pero no a la misma vez). Todos los puertos (ports) del hub funcionan a la misma velocidad y se en­cue­n­tran en un dominio de colisión (que incluye todos los di­s­po­si­ti­vos de red co­ne­c­ta­dos). A di­fe­re­n­cia de otros di­s­po­si­ti­vos de red, un hub no ofrece la opción de poder controlar o excluir a un receptor in­di­vi­dual. De este modo, siempre que ocurre una tra­n­s­fe­re­n­cia de datos, todos los paquetes de datos se envían a la vez a todos los or­de­na­do­res. Esto implica que incluso los di­s­po­si­ti­vos para los que los paquetes de datos co­rre­s­po­n­die­n­tes no están realmente de­s­ti­na­dos reciben todos los datos. Así pues, todos los hosts están ocupados y mientras tanto los otros di­s­po­si­ti­vos no pueden enviar ningún dato por sí mismos. En el caso de so­li­ci­tu­des si­mu­l­tá­neas, estas se procesan una tras otra.

Si necesitas más hosts, puedes conectar un hub a otro. Esta conexión se puede realizar fá­ci­l­me­n­te mediante un cable cruzado que vaya de un hub al otro. Sin embargo, el número de hosts está limitado de forma au­to­má­ti­ca por la regla 5-4-3. Esta regla dicta que entre dos te­r­mi­na­les se puede utilizar un máximo de cinco segmentos con cuatro re­pe­ti­do­res. Además, cuando se utiliza un hub, los hosts co­ne­c­ta­dos comparten todo el ancho de banda. Esto conduce in­e­vi­ta­ble­me­n­te a pérdidas de velocidad, es­pe­cia­l­me­n­te cuando se tra­n­s­fie­ren grandes paquetes de datos.

Los hubs son una te­c­no­lo­gía vu­l­ne­ra­ble y obsoleta. Además de los déficits de velocidad ya me­n­cio­na­dos y de la falta de fle­xi­bi­li­dad en cuanto a la tra­n­s­fe­re­n­cia de datos y los de­s­ti­na­ta­rios se­le­c­cio­na­dos, una red con hubs también es bastante su­s­ce­p­ti­ble de tener fallos de seguridad. Ya que la red, por ejemplo, no se puede poner en cua­re­n­te­na y su tráfico de datos no se puede proteger. Cualquier problema de seguridad o de pri­va­ci­dad afecta in­me­dia­ta­me­n­te a todos los hosts co­ne­c­ta­dos.

Por las razones expuestas an­te­rio­r­me­n­te, los hubs se utilizan cada vez menos en la ac­tua­li­dad. Su falta de fle­xi­bi­li­dad ya no está al día y la escasa velocidad supone un gran obstáculo, puesto que los volúmenes de datos cada vez son mayores. Una posible área de apli­ca­ción para los hubs que hoy en día sigue siendo muy común es la am­plia­ción de redes antiguas. También se pueden utilizar para hacer streaming de contenido mu­l­ti­me­dia a distintos di­s­po­si­ti­vos. Asimismo, los hubs se siguen uti­li­za­n­do para análisis de redes. En este caso, la falta de fle­xi­bi­li­dad es en realidad una ventaja: dado que todos los datos de la red llegan a todos los puertos, no se necesita ningún puerto espejo adicional para leer y analizar los datos de una red.

A pesar de los usos que aún tienen los hubs hoy en día, se puede decir que la época de los hubs está llegando a su fin. Según los es­tá­n­da­res 802.3 del IEEE (Instituto de In­ge­nie­ros Elé­c­tri­cos y Ele­c­tró­ni­cos), los hubs se llevan co­n­si­de­ra­n­do obsoletos desde 2011. Mientras tanto, el switch ha ocupado su lugar. Hay muchas razones por las que el switch ha su­s­ti­tui­do al hub ya que, en realidad, se trata de una evolución de su antiguo pre­de­ce­sor. A di­fe­re­n­cia del hub, el switch permite enviar y recibir datos si­mu­l­tá­nea­me­n­te, es decir, full-duplex. El ancho de banda en el switch no está limitado y su ancho de banda es constante. Mientras que el hub siempre entrega todos los datos y se dirige a todos los hosts a la vez, con el switch es posible se­le­c­cio­nar di­s­po­si­ti­vos finales in­di­vi­dua­les.

El switch (co­n­mu­ta­dor) trabaja en la capa 2 del modelo de re­fe­re­n­cia OSI y, por tanto, teó­ri­ca­me­n­te puede crear sus propios dominios de colisión para cada puerto in­di­vi­dual. Para permitir una se­g­me­n­ta­ción precisa, se evalúan las di­re­c­cio­nes MAC de las tramas de datos y así, si es necesario, se excluyen los di­s­po­si­ti­vos finales a los que no están de­s­ti­na­dos los re­s­pe­c­ti­vos datos. De forma similar a los hubs, los switches también pueden hacer llegar in­fo­r­ma­ción si­mu­l­tá­nea­me­n­te a todos los hosts co­ne­c­ta­dos, para ello utilizan MPLS como función de difusión. Debido a sus claras ventajas, los switches tuvieron un precio superior a los hubs durante bastante tiempo. Sin embargo, con el tiempo los precios se han ido reducido.

Con el fin de re­pre­se­n­tar la co­m­pa­ra­ción directa entre hubs y switches de la manera más clara y concisa posible, hemos creado una tabla resumen de las funciones y ca­pa­ci­da­des de cada uno de ellos:

Aunque durante mucho tiempo los hubs eran la única opción para in­te­r­co­ne­c­tar los equipos dentro de las redes locales, hoy en día esto ya no es cierto. Hoy en día, la te­c­no­lo­gía hub solo sigue siendo adecuada para casos muy es­pe­cí­fi­cos como los análisis de redes, la am­plia­ción de redes exi­s­te­n­tes (sin necesidad de seguridad) o para el flujo continuo (streaming) de diversos tipos de contenido mu­l­ti­me­dia. Además, como los precios de los hubs y los switches ya son muy parecidos, la te­c­no­lo­gía más moderna es sin duda la más re­co­me­n­da­ble.