CCNA 3 Versión 7: Módulo 11 – Diseño de red

Última actualización: enero 30, 2022

11.0. Introducción

11.0.1. ¿Por qué debería tomar este módulo?

Bienvenido a Diseño de Red!

¡Eres un diseñador de naves espaciales buscado! Se le ha pedido que diseñe una nueva nave espacial. Sus primeras preguntas son: «¿Para qué se utilizará esta nave? ¿Qué tan grande es la tripulación? ¿Será una nave de guerra? ¿Una nave de carga? ¿Una nave de ciencia y exploración?» ¿Y si la respuesta es, «La tripulación puede ser tan sólo 50 personas, pero debe ser capaz de albergar hasta 500 personas. Se utilizará de una variedad de maneras.»? ¿Cómo diseñas una nave así? Debe diseñar el tamaño y la configuración de la nave, y la potencia que requiere, sabiamente.

Diseñar una red para satisfacer las necesidades actuales y adaptarse a las necesidades futuras es una tarea compleja. Pero se puede hacer, gracias a diseños de red jerárquicos y escalables que utilizan los componentes adecuados. Sabes que quieres aprender sobre esto. Incluso si no ha diseñado su red actual, conocer el diseño de la red aumentará su valor para la organización como un gran administrador de red. ¿Y quién no quiere eso?

11.0.2. ¿Qué aprenderé en este módulo?

Título del módulo: Diseño de red

Objetivos del módulo: Explicar las características de las arquitecturas de red escalables.

Título del tema	Objetivo del tema
Redes jerárquicas	Explique de qué manera los datos, la voz y el video convergen en una red conmutada.
Redes escalables	Explique las consideraciones de diseño de una red escalable.
Hardware del switch	Explique cómo las características de hardware del switch admiten los requisitos de red.
Hardware de routers	Describa los tipos de routers disponibles para las redes de pequeñas a medianas empresas.

11.1. Redes jerárquicas

11.1.1. Video – Diseño de red de tres capas

https://youtu.be/8lqSg3bO-jo

11.1.2. La necesidad de escalar la red

El mundo digital está cambiando. La capacidad de acceder a Internet y a la red corporativa ya no se limita a oficinas físicas, ubicaciones geográficas o zonas horarias. En el lugar de trabajo globalizado actual, los empleados pueden acceder a los recursos desde cualquier lugar del mundo, y la información debe estar disponible en cualquier momento y en cualquier dispositivo. Estos requisitos impulsan la necesidad de armar redes de última generación que sean seguras, confiables y con alta disponibilidad.

Estas redes de última generación no solo deben ser compatibles con las expectativas y el equipamiento actuales, sino que también deben ser capaces de integrar plataformas antiguas. Las empresas recurren cada vez más a su infraestructura de red para proporcionar servicios esenciales. A medida que las empresas crecen y evolucionan, contratan más empleados, abren sucursales y se expanden a los mercados globales. Estos cambios afectan directamente a los requisitos de una red que debe ser capaz de escalar para satisfacer las necesidades del negocio.

Haga clic en el botón Reproducir de la ilustración, para ver una animación de cómo una red pequeña se expande hasta convertirse en una red empresarial.

Una red debe admitir el intercambio de diversos tipos de tráfico de red, entre ellos archivos de datos, correo electrónico, telefonía IP y aplicaciones de video para varias unidades empresariales. Todas las redes empresariales deben poder hacer lo siguiente:

• Admitir aplicaciones fundamentales.
• Admitir el tráfico de redes convergentes.
• Admitir las diversas necesidades comerciales.
• Proporcionar un control administrativo centralizado.

LAN es la infraestructura de redes (interconexión) que proporciona acceso a los servicios y recursos de red para usuarios finales y dispositivos que se encuentran en un piso individual o en un edificio. Los usuarios finales y los dispositivos pueden estar distribuidos en un solo piso o edificio. Usted crea una red del campus mediante la interconexión de un grupo de redes LAN dispuestas en una pequeña área geográfica. Los diseños de red en campus incluyen desde redes de tamaño pequeño que emplean un único switch de LAN hasta redes de gran tamaño que comprenden muchísimas conexiones.

11.1.3. Redes Conmutada Sin Limites

Con las crecientes demandas de las redes convergentes, la red se debe desarrollar con un enfoque arquitectónico que integre inteligencia, simplifique las operaciones y sea escalable para satisfacer demandas futuras. Uno de los más recientes desarrollos en el diseño de red es Cisco Borderless Networks.

Cisco Borderless Network es una arquitectura de red que combina la innovación y el diseño. Permite que las organizaciones soporten una red sin fronteras que pueda conectarse con cualquier persona, en cualquier lugar, en cualquier momento, en cualquier dispositivo, en forma segura, confiable y sin inconvenientes. Esta arquitectura está diseñada para enfrentar los desafíos comerciales y de TI, como la admisión de redes convergentes y el cambio de los patrones de trabajo.

Cisco Borderless Networks ofrece la estructura para unificar el acceso cableado e inalámbrico que incluye funciones de seguridad, control del acceso y administración del rendimiento por medio de diversos tipos de dispositivos. Con esta arquitectura, la red sin limites se construye sobre una infraestructura jerárquica de hardware que es escalable y recuperable, como se muestra en la figura.

Al combinar esta infraestructura de hardware con las soluciones de software basadas en políticas, La Red sin Bordes Cisco ofrece dos conjuntos principales de servicios: servicios de red y servicios de terminales y usuarios que están todos integrados en una solución de administración. Permite que los diferentes elementos de red trabajen en conjunto y permite que los usuarios accedan a los recursos desde cualquier lugar, en cualquier momento, a la vez que proporciona optimización, escalabilidad y seguridad.

11.1.4. Jerarquía en las Redes Conmutadas Sin Limites

La creación de una red conmutada sin limites requiere el uso de principios de diseño de red sólidos para asegurar la máxima disponibilidad, flexibilidad, seguridad y facilidad de administración. Las redes conmutadas sin limites deben funcionar según los requisitos actuales y los servicios y las tecnologías que se requerirán en el futuro. Las pautas de diseño de las redes conmutadas sin limites se basan en los siguientes principios:

• Jerarquía – facilita la comprensión de la función de cada dispositivo en cada nivel, simplifica la implementación, el funcionamiento y la administración, y reduce los dominios de error en cada nivel.
• Modularidad – permite la expansión de la red y la habilitación de servicios integrados sin inconvenientes y a petición.
• Capacidad de recuperación – satisface las expectativas del usuario al mantener la red siempre activa.
• Flexibilidad – permite compartir la carga de tráfico de forma inteligente mediante el uso de todos los recursos de red.

Estos no son principios independientes. Es fundamental comprender cómo encaja cada principio en el contexto de los demás. El diseño jerárquico de una red conmutada sin limites sienta una base que permite que los diseñadores de red superpongan las características de seguridad, movilidad y comunicación unificada. Los modelos de capas de tres y dos niveles, son marcos de diseño jerárquico doblemente comprobados para las redes de campus.

Las tres capas fundamentales dentro de estos diseños con niveles son las capas de acceso, de distribución y de núcleo. Cada capa se puede considerar como un módulo estructurado bien definido, con funciones y roles específicos en la red de campus. La introducción de la modularidad en el diseño jerárquico del campus asegura aún más que la red del campus mantenga la resistencia y la flexibilidad suficientes para proporcionar servicios de red fundamentales. La modularidad también permite el crecimiento y los cambios que ocurren con el tiempo.

Haga clic en cada botón para ver un ejemplo de cada diseño.

11.1.5. Funciones de capas de acceso, distribución y de núcleo

Las capas de acceso, distribución y núcleo realizan funciones específicas en un diseño de red jerárquica.

Haga clic en cada botón para obtener una descripción de las funciones de cada capa.

11.1.6. Ejemplos de tres niveles y dos niveles

Haga clic en cada botón para ver un ejemplo y una explicación de un diseño de tres y dos niveles.

11.1.7. Función de las Redes Conmutadas

La función de las redes conmutadas evolucionó notablemente en las dos últimas décadas. No hace mucho tiempo, las redes conmutadas planas de Capa 2 eran lo habitual. Las redes conmutadas planas de Capa 2 dependían de Ethernet y del uso generalizado de los hubs para propagar el tráfico LAN a través de una organización.

Como se muestra en la figura, las redes se cambiaron básicamente por LAN conmutadas en la red jerárquica.

Las LAN conmutadas brindan más flexibilidad, administración de tráfico y características adicionales: También ofrece soporte para redes inalámbricas y conectividad, y soporte para otras tecnologías como el teléfono IP y los servicios de movilidad.

11.2. Redes Escalables

11.2.1. Diseño para Escalabilidad

Usted entiende que su red va a cambiar. El número de usuarios probablemente aumentará, se pueden encontrar en cualquier lugar, y estarán utilizando una amplia variedad de dispositivos. La red debe poder cambiar junto con sus usuarios. La escalabilidad define una red que puede crecer sin perder disponibilidad y confiabilidad.

El encargado del diseño de una red de tamaño pequeño, mediano o grande debe elaborar una estrategia que posibilite la disponibilidad y el escalamiento de la red de manera sencilla y eficaz. En una estrategia de diseño básico de red, se incluyen las siguientes recomendaciones:

• Utilice equipo modular o dispositivos agrupados que puedan actualizarse fácilmente para incrementar las capacidades. Se pueden agregar módulos a los equipos existentes para admitir nuevos dispositivos y características sin necesidad de actualizaciones de equipos a gran escala. Algunos dispositivos se pueden integrar en un clúster para que funcionen como un solo dispositivo, a fin de simplificar la administración y la configuración.
• Diseñe la red jerárquica para que incluya módulos que se puedan agregar, actualizar y modificar según sea necesario, sin afectar el diseño de otras áreas funcionales de la red. Por ejemplo, cree una capa de acceso independiente que se pueda expandir sin afectar las capas de distribución y de núcleo de la red de campus.
• Crear una estrategia de direcciones IPv4 o IPv6 que sea jerárquica. Si el direccionamiento se planifica meticulosamente, se evita la necesidad de volver a direccionar la red para admitir usuarios y servicios adicionales.
• Elija routers o switches de capas múltiples para limitar broadcast y filtrar otro tipo de tráfico no deseado en la red. Utilice dispositivos de Capa 3 para filtrar y reducir el tráfico al núcleo de la red.

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11.2.2. Planificación para la redundancia

Para la mayoría de las organizaciones, la disponibilidad de la red es fundamental para satisfacer las necesidades empresariales. La redundancia es una parte importante del diseño de la red. Puede prevenir interrupciones de los servicios de la red al minimizar la posibilidad de un punto único de falla. Un método para implementar la redundancia consiste en instalar equipos duplicados y proporcionar servicios de respaldo para los dispositivos esenciales.

Otro método para implementar la redundancia es mediante rutas redundantes, como se muestra en la ilustración. Las rutas redundantes ofrecen rutas físicas alternativas para que los datos atraviesen la red. En una red conmutada, las rutas redundantes admiten una alta disponibilidad. Sin embargo, debido al funcionamiento de los switches, es posible que las rutas redundantes en una red Ethernet causen bucles lógicos en la Capa 2. Por esta razón, se necesita el protocolo de árbol de expansión (STP).

STP elimina los bucles de Capa 2 cuando se utilizan enlaces redundantes entre los switches. Para hacerlo, proporciona un mecanismo para deshabilitar rutas redundantes en una red conmutada hasta que la ruta se vuelva necesaria, por ejemplo, cuando ocurre una falla. STP es un protocolo de estándar abierto, que se utiliza en un entorno de conmutación para crear una topología lógica sin bucles.

El uso de la Capa 3 en el backbone es otra forma de implementar redundancia sin necesidad de STP en la Capa 2. La Capa 3 también proporciona la mejor selección de rutas y una convergencia más rápida durante una falla.

11.2.3. Reducir el tamaño del dominio de error

Una red bien diseñada no solo controla el tráfico, sino que además limita el tamaño de los dominios de fallas. Un dominio de fallas es el área de la red que se ve afectada cuando un dispositivo o un servicio de red esencial experimentan problemas.

La función del dispositivo que inicialmente falla determina el impacto del dominio de fallas. Por ejemplo, un switch que funciona mal en un segmento de red normalmente afecta solo a los hosts de ese segmento. Sin embargo, si la falla se presenta en el router que conecta este segmento con otros segmentos, el impacto es mucho mayor.

El uso de enlaces redundantes y equipos confiables de alta tecnología minimizan las posibilidades de interrupciones de los servicios de la red. Si los dominios de fallas son más pequeños, se reduce el impacto de las fallas sobre la productividad de la empresa. Además, simplifican el proceso de resolución de problemas, lo que reduce el tiempo de inactividad para todos los usuarios.

Haga clic en cada botón para ver el dominio de error de cada dispositivo asociado.

Limitar el tamaño del dominio de error

Dado que una falla en la capa de núcleo de una red puede tener un gran impacto, el diseñador de red suele enfocarse en los esfuerzos para prevenir fallas. Estos esfuerzos pueden suponer un gran incremento del costo de implementación de la red. En el modelo de diseño jerárquico, es más fácil y, generalmente, más económico controlar el tamaño de un dominio de fallas en la capa de distribución. En esta capa, los errores de la red se pueden contener en un área más pequeña, de manera que se vean afectados menos usuarios. Cuando se utilizan dispositivos de Capa 3 en la capa de distribución, cada router funciona como gateway para un número limitado de usuarios de la capa de acceso.

Desplieqgue de bloque de switch

Los routers, o los switches multicapa, generalmente se implementan de a pares, y los switches de capa de acceso se dividen en partes iguales entre ellos. A esta configuración se la denomina “bloque de switches de edificio” o “de departamento”. Cada bloque de switches funciona de manera independiente. Como resultado, la falla de un único dispositivo no impacta toda la red. Ni siquiera la falla de todo un bloque de switches afecta a un gran número de usuarios finales.

11.2.4. Aumentar el ancho de banda

En el diseño de red jerárquico, es posible que algunos enlaces entre los switches de acceso y distribución necesiten procesar una mayor cantidad de tráfico que otros enlaces. A medida que el tráfico de varios enlaces converge en un único enlace de salida, es posible que en dicho enlace se produzca un cuello de botella. EtherChannel, permite que el administrador aumente el ancho de banda entre los dispositivos mediante la creación de un enlace lógico compuesto de varios enlaces físicos.

EtherChannel utiliza puertos de switch existentes. Por lo tanto, no es necesario incurrir en gastos adicionales para actualizar el enlace a una conexión más veloz y costosa. El enlace EtherChannel se ve como un enlace lógico que utiliza una interfaz EtherChannel. La mayoría de las tareas de configuración se realizan en la interfaz EtherChannel en lugar de en cada puerto individual, lo que asegura la coherencia de configuración en todos los enlaces. Por último, la configuración de EtherChannel aprovecha el balanceo de carga entre los enlaces que forman parte del mismo EtherChannel y, según la plataforma de hardware, se pueden implementar uno o más métodos de balanceo de carga.

11.2.5. Expansión de la capa de acceso

La red debe estar diseñada para poder expandir el acceso a la red a las personas y los dispositivos, según sea necesario. Para la extensión de la conectividad de la capa de acceso, cada vez es más importante la conectividad inalámbrica. La conectividad inalámbrica proporciona muchas ventajas, como un aumento de la flexibilidad, una reducción de costos y la capacidad de crecer y adaptarse a los requisitos cambiantes de las redes y las empresas.

Para poder comunicarse de forma inalámbrica, las terminales deben tener una NIC con un transmisor/receptor de radio incorporado y el controlador de software correspondiente para habilitar su funcionamiento. Como se muestra en la ilustración, también se necesita un router inalámbrico o un punto de acceso (AP) inalámbrico para que los usuarios puedan conectarse.

Existen varias consideraciones que se deben tener en cuenta al implementar una red inalámbrica, como los tipos de dispositivos inalámbricos que se debe utilizar y los requisitos de cobertura inalámbrica, así como las consideraciones de interferencia y de seguridad.

11.2.6. Mejoras de Protocolos de Enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento avanzados, como OSPF, se utilizan en redes grandes.

El protocolo OSPF es el protocolo de routing de estado de enlace. Como se muestra en la figura, OSPF funciona bien para redes jerárquicas más grandes en las que la convergencia rápida es importante. OSPF routers establecen y mantienen adyacencias con OSPF routers vecinos conectados. Los routers OSPF sincronizan su base de datos de estado de enlace (link-state). Cuando se produce un cambio de red, se envían actualizaciones de estado de enlace, informando a otros router OSPF del cambio y estableciendo una nueva mejor ruta, si hay una disponible.

11.3. Hardware del switch

11.3.1. Plataformas de switch

Una forma sencilla de crear redes jerárquicas y escalables es utilizar el equipo adecuado para el trabajo. Hay una variedad de plataformas de switches, factores de forma y otras características que debe tener en cuenta antes de elegir un switch.

Cuando se diseña una red, es importante seleccionar el equipo correcto no solo para cumplir con los requerimientos actuales, si no también con el crecimiento de la red. Dentro de una red empresarial, tanto los switches como los routers desempeñan un papel muy importante en la comunicación de red.

Haga clic en cada botón para obtener más información acerca de las categorías de switches para redes empresariales.

11.3.2. Switch Factores de forma

Al seleccionar los switches, los administradores de red deben determinar los factores de forma de estos. Esto incluye las características de configuración fija, configuración modular, apilable y no apilable.

Haga clic en cada botón para obtener más información acerca de los factores de forma del switch.

11.3.3. Densidad del puerto

La densidad de puertos de un switch se refiere al número de puertos disponibles en un único switch. En la ilustración se muestra la densidad de puertos de tres switches diferentes.

Los switches de configuración fija admiten una variedad de configuraciones de densidad de puertos. Cisco Catalyst 3850 viene en configuraciones de 12, 24, 48 puertos, como se muestra en la figura. El switch de 48 puertos tiene la opción de cuatro puertos adicionales para los dispositivos de SFP enchufable.

Cisco Catalyst 3850 Switches

Los switches de configuración modular pueden soportan una alta densidad de puertos mediante la instalacion de multiples lines de puertos adicionales. El switch modular Catalyst 9400 que se muestra en la siguiente figura admite 384 interfaces de puerto.

Catalyst 9400 Switch

Las grandes redes que admiten una enorme cantidad de dispositivos de red requieren switches modulares de alta densidad para lograr el mejor uso del espacio y de la energía. Sin el uso de un switch modular de alta densidad, la red necesitaría muchos switches de configuración fija para incluir el número de dispositivos que necesitan acceso a la red. Este enfoque puede consumir muchas tomas de alimentación eléctrica y mucho espacio en el armario.

El diseñador de red también debe considerar el problema de los cuellos de botella de enlace ascendente. Una serie de switches de configuración fija puede consumir muchos puertos adicionales para la agregación de ancho de banda entre switches, con el propósito de cumplir el objetivo de rendimiento. Si se utiliza un switch modular, la agregación de ancho de banda no se vuelve un problema, dado que el backplane del bastidor puede proporcionar el ancho de banda necesario para admitir los dispositivos conectados a las tarjetas de línea de puertos de switch.

11.3.4. Velocidades de Reenvío

Las velocidades de reenvío definen las capacidades de procesamiento de un switch mediante la estimación de la cantidad de datos que puede procesar por segundo el switch. Las líneas de productos de switching se clasifican según las velocidades de reenvío. Los switches básicos presentan velocidades de reenvío inferiores que los switches de nivel empresarial. Es importante considerar las velocidades de reenvío cuando se selecciona un switch. Si la velocidad es demasiado baja, no puede brindar una comunicación a velocidad completa a través de todos sus puertos de switch. La velocidad de cable es la velocidad de datos que puede obtener cada puerto Ethernet en el switch. Las velocidades de datos pueden ser de 100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps o 100 Gbps.

Por ejemplo, un switch Gigabit de 48 puertos, típicamente la máxima capacidad es de 48 Gb/s de tráfico. Si el switch sólo admite una velocidad de reenvío de 32 Gb/s, no puede brindarle a todos los puertos la velocidad máxima. Por fortuna, por lo general los switches de capa de acceso no necesitan funcionar a la máxima velocidad de cable, debido a que están limitados físicamente por los uplinks a la capa de distribución. Esto significa que se pueden utilizar switches más económicos y de menor rendimiento en la capa de acceso, y switches de mayor rendimiento y más costosos en las capas de distribución y de núcleo, donde la velocidad de reenvío tiene un mayor impacto en el rendimiento de la red.

11.3.5. Power over Ethernet

Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre energía a un dispositivo por el cableado de Ethernet existente. Brinda una mayor flexibilidad al instalar puntos de acceso inalámbrico y teléfonos IP, lo que permite que se puedan instalar en cualquier lugar que tenga un cable Ethernet. El administrador de red debe asegurarse de que PoE sea realmente requerido, debido a que los switches que admiten PoE son costosos.

Haga clic en cada botón para ver los puertos PoE en diferentes dispositivos.

11.3.6. Switch multicapa

Generalmente, los switches multicapa se implementan en las capa núcleo y de distribución de la red conmutada de una organización. Los switches multicapa se caracterizan por la capacidad de crear una tabla de enrutamiento, por admitir algunos protocolos de enrutamiento y por reenviar los paquetes IP a una velocidad similar a la de reenvío de Capa 2. Los switches multicapa suelen admitir hardware especializado, como los circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Los ASIC, junto con estructuras de datos de software dedicadas, pueden simplificar el reenvío de paquetes IP en forma independiente de la CPU.

En el ámbito de la tecnología de redes, hay una tendencia hacia un entorno de Switch de Capa 3. Cuando se comenzaron a utilizar switches en las redes, ninguno de ellos admitía enrutamiento. Ahora, casi todos los switches admiten enrutamiento. Es probable que pronto todos los switches incorporen un procesador de router, dado que el costo de hacerlo es cada vez menor en relación con otras limitaciones.

La figura muestra un Catalyst 2960. Los switches Catalyst 2960, que se muestran en la ilustración, representan la migración a un entorno puramente de Capa 3. Con las versiones de IOS anteriores a 15.x, estos switches admitían solo una interfaz virtual conmutada (SVI) activa. Con la versión 15.x del IOS, estos switches ahora admiten varias SVI activas. Esto significa que se puede acceder al switch de forma remota mediante varias direcciones IP en diferentes redes.

11.3.7. Consideraciones Empresariales para la Selección de Switches

En la siguiente tabla, se destacan algunas consideraciones comerciales comunes que se deben tener en cuenta al seleccionar el equipo de switch.

Consideración	Descripción
Costo	El costo de un switch dependerá del número y la velocidad del interfaces, funciones admitidas y capacidad de expansión.
Densidad de puertos	Los switches de red deben admitir una cantidad adecuada de dispositivos en la red.
Alimentación	Hoy en día, es común alimentar puntos de acceso, teléfonos IP e incluso switches compactos mediante la alimentación PoE. Además de consideraciones PoE, algunos algunos switches basados en bastidor admiten fuentes de alimentación redundantes.
Confiabilidad	El switch debe proporcionar acceso continuo a la red.
Velocidad del puerto	La velocidad de la conexión de red es uno de los aspectos de preocupación principales para los usuarios finales.
Búfers para tramas	La capacidad del switch para almacenar tramas es importante en una red donde puede haber puertos congestionados a servidores u otras áreas de la red.
Escalabilidad	El número de usuarios de una red suele crecer con el tiempo; por lo tanto, el switch debe proporcionar la oportunidad para el crecimiento.

11.4. Hardware de routers

11.4.1. Requisitos de los routers

Los switches no son el único componente de una red que viene con una variedad de características. Su elección del router es otra decisión muy importante. Los routers desempeñan un papel fundamental en la conexión de redes al conectar hogares y empresas a Internet, interconectar varios sitios dentro de una red empresarial, proporcionando rutas redundantes y conectando ISP en el Internet. Los routers también pueden actuar como traductores entre los diferentes tipos de medios y protocolos. Por ejemplo, un router puede aceptar paquetes de una red Ethernet y volver a encapsularlos para transportarlos por una red serial.

Los routers usan la dirección IP de destino para enrutar paquetes hacia el destino correcto. Ellos seleccionan ruta alternas si un enlace falla. Todos los hosts de una red local especifican la dirección IP de la interfaz del router local en su configuración IP. Esta interfaz del router es el gateway predeterminado. La capacidad del router de recuperarse de una falla, de modo eficiente, es esencial para la entrega de paquetes a su destino.

Los routers también cumplen otras funciones útiles:

• Ofrecen contención de broadcast limitando estos a la red local.
• Interconectan sitios separados geográficamente.
• Puede agrupar usuarios de manera lógica, ya sea por aplicación o departamento, los cuales requieren acceso a los mismos recursos.
• Ellos brindan seguridad mejorada, mediante el uso de ACL para filtrar el trafico no deseado.

11.4.2. Routers Cisco

A medida que crece la red, es importante seleccionar los routers adecuados para cumplir con los requisitos. Existen diferentes categorías de routers Cisco.

Haga clic en cada botón para obtener más información sobre las categorías de enrutadores.

11.4.3. Factores de forma de un router

Los routers poseen muchos factores de forma. Los administradores de red en un entorno empresarial deben poder brindar soporte a una variedad de routers, desde un router de escritorio pequeño hasta uno montado en un rack o un modelo blade.

Haga clic en cada botón para obtener más información sobre varias plataformas de router Cisco.

Los routers también pueden categorizarse como configuración fija o modular. Con la configuración fija, las interfaces de router están incorporadas. Los routers modulares tienen múltiples ranuras que permiten al administrador de red cambiar las interfaces en el router. Los routers tienen una variedad de interfaces distintas, tales como Fast y Gigabit Ethernet, Serial y de fibra óptica.

Puede encontrar una lista completa de enrutadores Cisco consultando el sitio web de Cisco www.cisco.com.

11.5. Práctica del módulo y cuestionario

11.5.1. Packet Tracer – Comparar dispositivos de Capa 2 y Capa 3

En esta actividad, usted usara varios comandos para examinar tres topologías de switching, para compara similitudes y diferencias entre los switches 2960 y 3650. Tambien comparara la tabla de enrutamiento entre un router 4321 y uns switch 3650.

11.5.2. ¿Qué aprendí en este módulo?

Redes jerárquicas

Todas las redes empresariales deben admitir las aplicaciones esenciales, admitir el tráfico de red convergente, satisfacer las diferentes necesidades empresariales y proporcionar control administrativo centralizado. Las redes sin límites Cisco ofrece la estructura para unificar el acceso cableado e inalámbrico que incluye funciones de seguridad, control del acceso y administración del rendimiento por medio de diversos tipos de dispositivos. Con esta arquitectura, la red sin limites se construye sobre una infraestructura jerárquica de hardware que es escalable y recuperable. Dos diseños jerárquicos probados, para las redes de campus son el diseño de tres y dos niveles. Las tres capas fundamentales dentro de estos diseños con niveles son las capas de acceso, de distribución y de núcleo. La capa de acceso representa el perímetro de la red, por donde entra o sale el tráfico de la red del campus. Los switches de capa de acceso se conectan a los switches de capa de distribución, que implementan tecnologías de base de red como el enrutamiento, la calidad de servicio y la seguridad. La capa de distribución interactúa entre la capa de acceso y la capa de núcleo. El propósito principal de la capa de núcleo es proporcionar el aislamiento de fallas y la conectividad de backbone de alta velocidad. Las redes han cambiado fundamentalmente a LAN conmutadas en una red jerárquica, proporcionando QoS, seguridad, soporte para conectividad inalámbrica y servicios de telefonía IP y movilidad.

Redes escalables

Una estrategia básica de diseño de red incluye las siguientes recomendaciones: utilizar equipos modulares, ampliables o dispositivos agrupados; diseñar una red jerárquica para incluir módulos que se puedan agregar, actualizar y modificar; crear una estrategia jerárquica de direcciones IPv4 e IPv6; y elegir enrutadores o multicapa para limitar las emisiones y filtrar otro tráfico no deseado de la red. Implemente enlaces redundantes entre los dispositivos de núcleo y las capas principales y de acceso. Implemente múltiples enlaces entre los dispositivos, ya sea utilizando EtherChannel o Balanceo de Cargas de mismo costo, para incrementar el ancho de banda. Utilice un protocolo de enrutamiento escalable e implemente características dentro de ese protocolo para aislar las actualizaciones de enrutamiento y minimizar el tamaño de la tabla de enrutamiento. Implemente conectividad inalámbrica para permitir movilidad y expansión. Un método para implementar la redundancia consiste en instalar equipos duplicados y proporcionar servicios de conmutación por falla para los dispositivos esenciales. Otro método de implementar redundancia es mediante rutas redundantes. Una red bien diseñada no solo controla el tráfico, sino que además limita el tamaño de los dominios de fallas. Los bloques de conmutación actúan independientemente de los demás, por lo que la falla de un solo dispositivo no causa que la red se desconecte. EtherChannel, permite que el administrador aumente el ancho de banda entre los dispositivos mediante la creación de un enlace lógico compuesto de varios enlaces físicos. La conectividad inalámbrica amplía la capa de acceso. Existen varias consideraciones que se deben tener en cuenta al implementar una red inalámbrica, como los tipos de dispositivos inalámbricos que se debe utilizar y los requisitos de cobertura inalámbrica, así como las consideraciones de interferencia y de seguridad. Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como OSPF, funcionan bien en las redes jerárquicas más grandes, donde es importante contar con una convergencia rápida. Los router OSPF establecen y mantienen las adyacencias de vecinos con otros routers OSPF conectados. Cuando se produce un cambio de red, se envían actualizaciones de estado de vínculo, informando a otros enrutadores OSPF del cambio y estableciendo una nueva ruta.

Hardware de switch

Existen diferentes categorías de switches para redes empresariales: LAN en campus, centro de datos, administración en la nube, proveedor de servicios y redes virtuales. Los factores de forma para switches incluyen la configuración fija, la configuración modular y la configuración apilable. Otra consideración es el grosor del switch, expresado en cantidad de unidades de rack. La densidad de puertos de un switch se refiere al número de puertos disponibles en un único switch. Las velocidades de reenvío definen las capacidades de procesamiento de un switch mediante la estimación de la cantidad de datos que puede procesar por segundo el switch. Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre energía a un dispositivo por el cableado de Ethernet existente. Generalmente, los switches multicapa se implementan en las capas núcleo y de distribución de la red de switches de una organización. Los switches multicapa se caracterizan por la capacidad de crear una tabla de enrutamiento, por admitir algunos protocolos de enrutamiento y por reenviar los paquetes IP a una velocidad similar a la de reenvío de Capa 2. Las consideraciones empresariales para la selección de switches incluyen costo, densidad de puertos, potencia, confiabilidad, velocidad de puerto, búferes de tramas y escalabilidad.

Hardware de router

Los routers usan la dirección IP de destino para enrutar paquetes hacia el destino correcto. Seleccionan una ruta alternativa si el enlace o la ruta falla. Todos los hosts de una red local especifican la dirección IP de la interfaz del router local en la configuración IP. Esta interfaz del router es el gateway predeterminado. Los routers también cumplen otras funciones útiles:

• Ofrecen contención de broadcast limitando estos a la red local.
• Interconectan sitios separados geográficamente.
• Puede agrupar usuarios de manera lógica, ya sea por aplicación o departamento, los cuales requieren acceso a los mismos recursos.
• Ellos brindan seguridad mejorada, mediante el uso de ACL para filtrar el trafico no deseado.

Cisco tiene varias categorías de routers, incluyendo router de sucursal, borde de red, proveedor de servicios e industrial. Los routers de sucursal optimizan los servicios de sucursal en una única plataforma al tiempo que proporcionan una experiencia de aplicación óptima en todas las infraestructuras de sucursal y WAN. Los routers de borde de red permiten al borde de red brindar alto rendimiento, alta seguridad, y servicios confiables que unen el campus, el centros de datos y las sucursales. Routers de proveedores de servicios: estos routers diferencian la cartera de servicios y aumentan las ganancias por medio de la provisión de soluciones de extremo a extremo escalables y servicios que reconocen a los suscriptores. Los routers industriales están diseñados para proporcionar características de clase empresarial en entornos agresivos y hostiles. Los factores de forma del router Cisco incluyen la serie 900 de Cisco, la serie ASR 9000 y 1000, la serie 5500 y la serie 800 de Cisco. Los routers también pueden categorizarse como configuración fija o modular. Con la configuración fija, las interfaces de router deseadas están incorporadas. Los routers modulares tienen múltiples ranuras que permiten al administrador de red cambiar las interfaces en el router. Los routers tienen una variedad de interfaces distintas, tales como Fast y Gigabit Ethernet, Serial y de fibra óptica.