Modelo de redes jerrquicas.

En comparacin con otros diseos de redes, una red jerrquica se administra y expande con ms facilidad y los problemas se resuelven con mayor rapidez.Cada capa cumple funciones especficas que definen su rol dentro de la red general. La separacin de las diferentes funciones existentes en una red hace que el diseo de la red se vuelva modular y esto facilita la escalabilidad y el rendimiento.

Capa de accesoLa capa de acceso interacta con dispositivos finales, como PC, impresoras y telfonos IP, para proporcionar acceso al resto de la red.

Capa de distribucinLa capa de distribucin agrega los datos recibidos de los switches de la capa de acceso antes de que se transmitan a la capa ncleo para el enrutamiento hacia su destino final. La capa de distribucin controla el flujo de trfico de la red con el uso de polticas y traza los dominios de broadcast al realizar el enrutamiento de las funciones entre las LAN virtuales (VLAN).

Capa ncleoLa capa ncleo del diseo jerrquico es la backbone de alta velocidad de la internetwork. La capa ncleo es esencial para la interconectividad entre los dispositivos de la capa de distribucin, por lo tanto, es importante que el ncleo sea sumamente disponible y redundante.Principio de diseo de redes jerrquicas.Dimetro de la redEl dimetro de la red es el nmero de dispositivos que un paquete debe cruzar antes de alcanzar su destino.

Agregado de ancho de bandaEl agregado de enlaces permite que se combinen los enlaces de puerto de los switches mltiples a fin de lograr un rendimiento superior entre los switches.

RedundanciaLa redundancia es una parte de la creacin de una red altamente disponible. Se puede proveer redundancia de varias maneras.

Red convergenteLa convergencia es el proceso de combinacin de las comunicaciones con voz y video en una red de datos. Un beneficio de una red convergente es la existencia de slo una red para administrar.Otro beneficio es el menor costo de implementacin y administracin.

CARACTERSTICAS DE LOS SWITCHES. Switches modulares: Los switches modulares ofrecen ms flexibilidad en su configuracin. Switches apilables: Los switches apilables pueden interconectarse con el uso de un cable especial del backplane que otorga rendimiento de ancho de banda alto entre los switches. Densidad del puerto: La densidad del puerto es el nmero de puertos disponibles en un solo switch.

Velocidades de reenvo: Las velocidades de reenvo definen las capacidades de procesamiento de un switch mediante la estimacin de la cantidad de datos que puede procesar por segundo el switch. Agregado de enlaces: Como parte del agregado de ancho de banda, se debe determinar si existen puertos suficientes en un switch para agregar y as admitir el ancho de banda requerido. Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre energa a un dispositivo por el cableado de Ethernet existente.

TIPOS DE SWITCH EN UNA RED JERARQUICA Switch de acceso.Los switches de la capa de acceso facilitan la conexin de los dispositivos de nodo final a la red.

Switch de distribucin.Los switches de capa de distribucin desempean una funcin muy importante en la red. Recopilan los datos de todos los switches de capa de acceso y los envan a los switches de capa ncleo.

Switch de capa ncleo.La capa ncleo de una topologa jerrquica es una backbone de alta velocidad de la red y requiere switches que pueden manejar tasas muy altas de reenvo. La velocidad de reenvo requerida depende en gran medida del nmero de dispositivos que participan en la red.

Conmutacin y conexin inalmbrica de LAN.VLANUna VLAN es una subred IP separada de manera lgica. Las VLAN permiten que redes de IP y subredes mltiples existan en la misma red conmutada. Para que las computadoras se comuniquen en la misma VLAN, cada una debe tener una direccin IP y una mscara de subred consistente con esa VLAN.

VLAN de datosUna VLAN de datos es una VLAN configurada para enviar slo trfico de datos generado por el usuario. Una VLAN podra enviar trfico basado en voz o trfico utilizado para administrar el switch, pero este trfico no sera parte de una VLAN de datos.

VLAN predeterminadaTodos los puertos de switch se convierten en un miembro de la VLAN predeterminada luego del arranque inicial del switch. Hacer participar a todos los puertos de switch en la VLAN predeterminada los hace a todos parte del mismo dominio de broadcast. Esto admite cualquier dispositivo conectado a cualquier puerto de switch para comunicarse con otros dispositivos en otros puertos de switch.

VLAN nativaSe asigna una VLAN nativa a un puerto troncal 802.1Q. Un puerto de enlace troncal 802.1 Q admite el trfico que llega de muchas VLAN (trfico etiquetado) como tambin el trfico que no llega de una VLAN (trfico no etiquetado).

VLAN de administracinUna VLAN de administracin es cualquier VLAN que se configura para acceder a las capacidades administrativas de un switch.VLAN de vozEs fcil apreciar por qu se necesita una VLAN separada para admitir la Voz sobre IP (VoIP). Imagine que est recibiendo una llamada de urgencia y de repente la calidad de la transmisin se distorsiona tanto que no puede comprender lo que est diciendo la persona que llama.

Puertos de switchLos puertos de switch son interfaces de Capa 2 nicamente asociados con un puerto fsico. Los puertos de switch se utilizan para manejar la interfaz fsica y los protocolos asociados de Capa 2. No manejan enrutamiento o puenteo. Los puertos de switch pertenecen a una o ms VLAN.

Modos de puertos de switch de VLANCuando configura una VLAN debe asignarle un nmero de ID y le puede dar un nombre si lo desea. El propsito de las implementaciones de la VLAN es asociar con criterio los puertos con las VLAN particulares.

VLAN esttica: los puertos en un switch se asignan manualmente a una VLAN. Las VLAN estticas se configuran por medio de la utilizacin de la CLI de Cisco.

VLAN dinmica: este modo no se utiliza ampliamente en las redes de produccin y no se investiga en este curso. Sin embargo, es til saber qu es una VLAN dinmica. La membresa de una VLAN de puerto dinmico se configura utilizando un servidor especial denominado Servidor de poltica de membresa de VLAN (VMPS).

Enlaces troncales de la VLAN.Etiquetado de trama 802.1QRecuerde que los switches son dispositivos de Capa 2. Slo utilizan la informacin del encabezado de trama de Ethernet para enviar paquetes. El encabezado de trama no contiene la informacin que indique a qu VLAN pertenece la trama. Posteriormente, cuando las tramas de Ethernet se ubican en un enlace troncal, necesitan informacin adicional sobre las VLAN a las que pertenecen.

Modos de enlace troncalUn puerto de switch en un switch de Cisco admite varios modos de enlaces troncales. El modo de enlace troncal define la manera en la que el puerto negocia mediante la utilizacin del DTP para configurar un enlace troncal con su puerto par. Activado (de manera predeterminada)El puerto del switch enva peridicamente tramas de DTP, denominadas notificaciones, al puerto remoto. El comando utilizado es switchport mode trunk. El puerto de switch local notifica al puerto remoto que est cambiando dinmicamente a un estado de enlace troncal.

Conmutacin y conexin inalmbrica de LAN.Conceptos de VTP.El desafo de administrar la VLANA medida que aumenta el nmero de switches en una red de empresas pequeas o medianas, la administracin general requerida para administrar las VLAN y los enlaces troncales en una red se vuelve un desafo.

Administracin de VLAN en una red ms grande. A medida que aumenta el nmero de switches en una red de empresas pequeas o medianas, la administracin general requerida para administrar las VLAN y los enlaces troncales en una red se vuelve un desafo.

Qu es VTP?VTP permite a un administrador de red configurar un switch de modo que propagar las configuraciones de la VLAN hacia los otros switches en la red. El switch se puede configurar en la funcin de servidor VTP o de cliente VTP. VTP slo aprende sobre las VLAN de rango normal (ID de VLAN 1 a 1005). Las VLAN de rango extendido (ID mayor a 1005) no son admitidas por VTP.

Descripcin general del VTPVTP permite al administrador de red realizar cambios en un switch que est configurado como servidor del VTP. Bsicamente, el servidor VTP distribuye y sincroniza la informacin de la VLAN a los switches habilitados por VTP a travs de la red conmutada, lo que minimiza los problemas causados por las configuraciones incorrectas y las inconsistencias en las configuraciones.

Componentes de VTP:Dominio de VTP: consiste en uno o ms switches interconectados. Todos los switches en un dominio comparten los detalles de configuracin de la VLAN con las publicaciones del VTP.Modos de VTP: un switch se puede configurar en uno de tres modos: servidor, cliente o transparente. Servidor VTP: los servidores del VTP publican la informacin VLAN del dominio del VTP a otros switches habilitados por VTP en el mismo dominio VTP. Cliente del VTP: los clientes VTP funcionan de la misma manera que los servidores VTP pero no pueden crear, cambiar ni eliminar las VLAN en un cliente VTP. Un cliente VTP slo guarda la informacin de la VLAN para el dominio completo mientras el switch est activado. VTP transparente: los switches transparentes envan publicaciones del VTP a los clientes VTP y servidores VTP.

Operacin de VTPDominios del VTPUn dominio del VTP consiste en un switch o varios switches interconectados que comparten el mismo nombre de dominio del VTP.

Publicacin de VTP.Las publicaciones (o mensajes) del VTP distribuyen nombre de dominio del VTP y cambios en la configuracin de la VLAN a los switches habilitados por el VTP. Encapsulacin de la trama del VTPUna trama del VTP consiste en un campo de encabezado y un campo de mensaje. La informacin del VTP se inserta en el campo de datos de una trama de Ethernet.Nmero de revisin del VTPEl nmero de revisin de la configuracin es un nmero de 32 bits que indica el nivel de revisin para una trama del VTP. El nmero de configuracin predeterminado para un switch es cero.

Publicaciones de solicitudCuando una publicacin de solicitud se enva al servidor del VTP en el mismo dominio del VTP, el servidor del VTP responde con el envo de una publicacin del resumen y luego una publicacin de subconjunto.Depuracin de VTP.La depuracin del VTP evita la saturacin innecesaria de informacin de broadcast desde una VLAN a travs de todos los enlaces troncales en un dominio de VTP. La depuracin del VTP permite que los switches negocien qu VLAN estn asignadas a puertos en otros extremos de un enlace troncal y, consiguientemente, depuren aquellas que no estn asignadas a puertos en el switch remoto.

Las tramas del VTP contienen la siguiente informacin para cada VLAN configurada: ID de la VLAN (IEEE 802.1Q) Nombre de la VLAN Tipo de la VLAN Estado de la VLAN Informacin adicional de configuracin de la VLAN especfica para el tipo de VLAN

Conmutacin y conexin inalmbrica de LAN.

Topologas redundantes de capa 2.Redundancia en una red jerrquicaLa redundancia de Capa 2 mejora la disponibilidad de la red con la implementacin de rutas de red alternas mediante el agregado de equipos y cables.

Bucles de la Capa 2 La redundancia es una parte importante del diseo jerrquico. Pese a que es importante para la disponibilidad, existen algunas consideraciones que deben atenderse antes de que la redundancia sea posible en una red.

Tormentas de broadcast.Una tormenta de broadcast se produce cuando existen tantas tramas de broadcast atrapadas en un bucle de Capa 2, que se consume todo el ancho de banda disponible.

Tramas de unicast duplicadasLas tramas de broadcast no son el nico tipo de tramas que son afectadas por los bucles. Las tramas de unicast enviadas a una red con bucles pueden generar tramas duplicadas que llegan al dispositivo de destino.Introduccin a STP

Topologa STPLa redundancia aumenta la disponibilidad de la topologa de red al proteger la red de un nico punto de falla, como un cable de red o switch que fallan.Algoritmo STPSTP utiliza el algoritmo de spanning tree (STA) para determinar los puertos de switch de la red que deben configurarse para el bloqueo a fin de evitar que se generen bucles. El STA designa un nico switch como puente raz y lo utiliza como punto de referencia para todos los clculos de rutas.

El proceso BPDUInicialmente, cada switch del dominio de broadcast supone que es el puente raz para la instancia de spanning-tree, de manera que las tramas de BPDU enviadas contienen el BID del switch local como ID de raz.Prioridad de puenteLa prioridad del puente es un valor que puede personalizarse y puede utilizarse para ejercer influencia sobre el switch que debe convertirse en el puente raz. El switch con la menor prioridad, es decir, el menor BID, se transforma en el puente raz.

Direccin MACCuando dos switches se configuran con la misma prioridad y poseen el mismo ID de sistema extendido, el switch con la direccin MAC con el menor valor hexadecimal es el de menor BID. Inicialmente, todos los switches se configuran con el mismo valor de prioridad predeterminado.

Funciones de los puertos Puertos raz: los puertos de switch ms cercanos al puente raz. En el ejemplo, el puerto raz del switch S2 es F0/1, configurado para el enlace troncal entre el switch S2 y el switch S1. El puerto raz del switch S3 es F0/1, configurado para el enlace troncal entre el switch S3 y el switch S1. Puertos designados: todos los puertos que no son raz y que an pueden enviar trfico a la red. En el ejemplo, los puertos de switch F0/1 y F0/2 del switch S1 son puertos designados. El switch S2 tambin cuenta con su puerto F0/2 configurado como puerto designado. Puertos no designados: todos los puertos configurados en estado de bloqueo para evitar los bucles. En el ejemplo, el STA configura al puerto F0/2 del switch S3 en la funcin no designado. El puerto F0/2 del switch S3 se encuentra en estado de bloqueo.

Estados de los puertos Bloquear: el puerto es un puerto no designado y no participa en el envo de tramas. El puerto recibe tramas de BPDU para determinar la ubicacin y el ID de raz del switch del puente raz y las funciones de puertos que cada uno de stos debe asumir en la topologa final de STP activa. Escuchar: STP determina que el puerto puede participar en el envo de tramas de acuerdo a las tramas de BPDU que el switch ha recibido hasta ahora. En este momento, el puerto de switch no slo recibe tramas de BPDU, sino que tambin transmite sus propias tramas de BPDU e informa a los switches adyacentes que ste se prepara para participar en la topologa activa. Aprender: el puerto se prepara para participar en el envo de tramas y comienza a llenar la tabla de direcciones MAC. Reenviar: el puerto se considera parte de la topologa activa, enva tramas y enva y recibe tramas de BPDU. Deshabilitado: el puerto de la Capa 2 no participa en el spanning tree y no enva tramas. El estado deshabilitado se establece cuando el puerto de switch se encuentra administrativamente deshabilitado.

Implementacin del enrutamiento entre VLANEnrutamiento entre VLAN.Introduccin al enrutamiento entre VLANEn un captulo anterior, aprendi que cada VLAN es un dominio de broadcast nico. Por lo tanto, de manera predeterminada, las computadoras en VLAN separadas no pueden comunicarse. Existe una manera para permitir que estas estaciones finales puedan comunicarse; esta manera se llama enrutamiento entre VLAN.

En una red tradicional que utiliza VLAN mltiples para segmentar el trfico de la red en dominios de broadcast lgicos, el enrutamiento se realiza mediante la conexin de diferentes interfaces fsicas del router a diferentes puertos fsicos del switch. Los puertos del switch conectan al router en modo de acceso

Algunos switches pueden realizar funciones de Capa 3, lo que remplaza la necesidad de utilizar routers dedicados para realizar el enrutamiento bsico en una red. Los switches multicapas pueden realizar el enrutamiento entre VLAN.

Configuracin de la subinterfaz La configuracin de las subinterfaces del router es similar a la configuracin de las interfaces fsicas, excepto que es necesario crear la subinterfaz y asignarla a una VLAN. Antes de asignar una direccin IP a una subinterfaz, es necesario configurar la subinterfaz para que funcione en una VLAN especfica mediante el comando encapsulation dot1q id de la VLAN.

Ejemplo.

El enrutamiento entre VLAN es el proceso para enrutar informacin entre VLAN. El enrutamiento entre VLAN requiere el uso de un router o de un switch de Capa 3. Enrutamiento tradicional entre VLAN, requiere interfaces de router mltiples; cada una de ellas se conecta a una VLAN distinta.