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Conmutacin ycomunicaciones
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inalmbricas de LAN
Diseo de LAN: Captulo 1
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Objetivos
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La construccin de una LAN que satisfaga las necesidadesde empresas pequeas o medianas tiene ms probabilidad
de ser exitosa si se utiliza un modelo de diseojerrquico.
En comparacin con otros diseos de redes, una red
Arquitectura de la LAN conmutada
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er rqu ca se a m n stra y expan e con m s ac a y osproblemas se resuelven con mayor rapidez.
El diseo de redes jerrquicas implica la divisin de la reden capas independientes.
Cada capa cumple funciones especficas que definen su roldentro de la red general.
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Modelo de Redes Jerrquicas
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La capa de acceso hace de interfaz con dispositivosfinales como las PC, impresoras y telfonos IP, para
proveer acceso al resto de la red.
La capa de acceso puede incluir routers, switches,puentes, hubs y puntos de acceso inalmbricos.
Capa de acceso
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El propsito principal de la capa de acceso es aportar unmedio de conexin de los dispositivos a la red y controlarqu dispositivos pueden comunicarse en la red.
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La capa de distribucin agrega los datos recibidos de losswitches de la capa de acceso antes de que se transmitan a lacapa ncleo para el enrutamiento hacia su destino final.
La capa de distribucin controla el flujo de trfico de la red conel uso de polticas y traza los dominios de broadcast al realizarel enrutamiento de las funciones entre las LAN virtuales
Capa de distribucin
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(VLAN) definidas en la capa de acceso.
Las VLAN permiten al usuario segmentar el trfico sobre unswitch en subredes separadas. P.E: en una universidad el
usuario podra separar el trfico segn se trate de profesores,estudiantes y huspedes.
Normalmente, los switches de la capa de distribucin sondispositivos que presentan disponibilidad y redundancia altas,
para asegurar la fiabilidad.
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La capa ncleo del diseo jerrquico, es la backbone dealta velocidad de la internetwork.
La capa ncleo es esencial para la interconectividad entrelos dispositivos de la capa de distribucin, por lo tanto, esimportante que el ncleo est disponible y redundante.
Capa ncleo
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El rea del ncleo, tambin puede conectar a los recursosde Internet.
El ncleo agrega el trfico de todos los dispositivos de la
capa de distribucin, por lo tanto, debe poder reenviargrandes cantidades de datos rpidamente.
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Una Red Jerrquica en una empresa mediana
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Beneficios de Redes Jerrquicas
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Slo porque aparentemente una red presenta un diseojerrquico, no significa que la red est bien diseada.
Estas guas simples le ayudan a diferenciar entre redesjerrquicas con un buen
Principios de diseo de redes jerrquicas
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presentan undiseodeficiente.
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Agregado de ancho de banda
Cada capa en el modelo de redes jerrquicas es una
candidata posible para el agregado de ancho de banda.
El agregado de ancho de banda es la prctica deconsiderar los requisitos de ancho de banda
Principios de diseo de redes jerrquicas
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.
Despus de que se conocen los requisitos de ancho debanda de la red, se pueden agregar enlaces entreswitches especficos, lo que recibe el nombre de agregadode enlaces.
El agregado de enlaces permite que se combinen losenlaces de puerto de los switches mltiples a fin de lograrun rendimiento superior entre los switches.
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Redundancia
La redundancia es una parte de la creacin de una redaltamente disponible.
Se puede proveer redundancia de varias maneras.
Principios de diseo de redes jerrquicas
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or e emp o, se pue en up car as conex ones e reentre los dispositivos o se pueden duplicar los propiosdispositivos.
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La convergencia es el proceso de combinacin de las
comunicaciones con voz y video en una red de datos. Las redes convergentes han existido durante algn tiempo
pero slo fueron factibles en grandes organizaciones
Qu es una red convergente?
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red y a la compleja administracin necesaria para hacer quedichas redes funcionen en forma continua.
Las redes convergentes tambin necesitaban una
administracin extensiva en relacin con la Calidad deServicio (QoS), porque era necesario que el trfico de datoscon voz y video se clasificara y priorizara en la red.
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Tradicionalmente, si una empresa cuenta con una redseparada de voz y datos, necesita a un grupo de personas
que administren la red de voz y otro grupo que administre lared de datos.
Con una red convergente, se necesita a un grupo que
Qu es una red convergente?
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.
Las redes convergentes ofrecen opciones que no existancon anterioridad.
Se pueden unir las comunicaciones de voz y videodirectamente en el sistema de la computadora personal deun empleado,
Las herramientas de telesoftware, como Cisco IP
Communicator, ofrecen mucha flexibilidad a las empresas.
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Convergencia
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Para seleccionar el switch apropiado para una capa en una redjerrquica, es necesario contar con especificaciones que detallenlos flujos de trfico objetivo, las comunidades de usuario, losservidores de datos y los servidores de almacenamiento dedatos.
Anlisis del flujo de trfico
Consideraciones para los Switches en redes jerrquicas
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El anlisis del flujo de trfico es el proceso de medicin del usodel ancho de banda en una red y el anlisis de datos con el finde lograr ajustes del rendimiento, planificacin de la capacidad ytoma de decisiones con respecto a las mejoras del hardware.
El anlisis del flujo de trfico se realiza con el uso de software.
Aunque no existe una definicin exacta de flujo de trfico de lared, a efectos del anlisis del flujo de trfico, es posible decir queel trfico de la red es la cantidad de datos enviados durante uncierto perodo de tiempo.
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Anlisis de Flujo de Trfico
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Anlisis de las comunidades de usuarios
El anlisis de las comunidades de usuarios es el proceso deidentificacin de varios grupos de usuarios y su influenciaen el rendimiento de la red.
Consideraciones para los Switches en redes jerrquicas
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aspectos relacionados con la densidad de puerto y con elflujo de trfico, que a su vez influye en la seleccin de losswitches de la red.
Crecimiento Futuro Un plan de redes slido incluye la tasa de crecimiento del
personal en los pasados cinco aos para poder anticipar elcrecimiento futuro.
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Anlisis de las comunidades de Usuarios
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Anlisis de los medios de almacenamiento de datos y de losservidores de datos
Al analizar el trfico en una red, se debe considerar dnde seubican los medios de almacenamiento y los servidores de datospara poder determinar el impacto del trfico en la red.
Consideraciones para los Switches en redes jerrquicas
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,
redes de almacenamiento de datos (SAN), almacenamientoadjunto a redes (NAS), unidades de copia de respaldo en cinta ocualquier otro dispositivo o componente en los que se almacenangrandes cantidades de datos.
Al considerar el trfico para los medios de almacenamiento y losservidores de datos, se debe considerar tanto el trfico segn elmodelo cliente-servidor como el trfico entre servidor y servidor.
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Diagramas de topologa
Un diagrama de topologa es una representacin grfica de
la infraestructura de una red. Muestra cmo se interconectan todos los switches e incluye
detalles de qu puerto del switch interconecta los
Consideraciones para los Switches en redes jerrquicas
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.
Muestra de forma grfica toda ruta redundante o todos lospuertos agregados entre los switches que aportanresiliencia y rendimiento.
Demuestra dnde y cuntos switches estn en uso en sured, as como tambin identifica su configuracin.
Pueden contener informacin acerca de las densidades de
los dispositivos y de las comunidades de usuarios.
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Diagramas de Topologas
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Factores de forma de los switches
Cules son las caractersticas clave de los switches
que se utilizan en las redes jerrquicas? Al buscar lasespecificaciones para un switch,Qu significan todos losacrnimos y las frases?
Caractersticas de los Switches
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Qu significa "PoE" yqu es "tasa de reenvo"?
Los Switches deconfiguracin fija que se
muestran en la figura sontodos de 1 bastidor (1U).Con frecuencia estasopciones se denominanfactores de forma del switch.
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Switches de configuracin fija
Los switches de configuracin fija son slo lo que podraesperarse: fijos en su configuracin.
Esto significa que no se pueden agregar caractersticas u
Caractersticas de los Switches
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vienen con el switch.
El modelo en particular que se compra determina lascaractersticas y opciones disponibles.
Por ejemplo, si se adquiere un switch fijo gigabit de 24puertos, no se pueden agregar puertos cuando se lesnecesite.
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Switches modulares
Los switches modulares ofrecen ms flexibilidad en su
configuracin.
Habitualmente, los switches modulares vienen con chasisde diferentes tamaos ue ermiten la instalacin de
Caractersticas de los Switches
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diferentes nmeros de tarjetas de lnea modulares. Las tarjetas de lnea son las que contienen los puertos.
La tarjeta de lnea se ajusta al chasis del switch de igual
manera que las tarjetas de expansin se ajustan en laPC.
Cuanto ms grande es el chasis, ms mdulos puedeadmitir.
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Switches apilables
Los switches apilables pueden interconectarse con el uso de un
cable especial del backplane que otorga rendimiento de anchode banda entre los switches.
Cisco introdujo la tecnologa StackWise en una de sus lneas de
Caractersticas de los Switches
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.
StackWise permite interconectar hasta nueve switches con eluso de conexiones backplane totalmente redundantes.
Los switches apilados operan con efectividad como un nico
switch ms grande. Los switches apilables son convenientes cuando la tolerancia a
fallas y la disponibilidad de ancho de banda son crticas y resultacostoso implementar un switch modular.
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Rendimiento
Cuando se selecciona un switch para las capas de acceso, dedistribucin y ncleo, se debe considerar la capacidad del switch.
Para admitir los requerimientos de densidad de puerto, tasas dereenvo y agregado de ancho de banda de la red.
Densidad de puerto
Caractersticas de los Switches
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La densidad de puerto es el nmero de puertos disponibles en unswitch nico.
Si tiene dos switches y cada uno contiene 24 puertos, se podranadmitir hasta 46 dispositivos porque se pierde al menos un puertopor switch para conectar cada switch al resto de la red.
Adems, se requieren dos tomas de alimentacin elctrica.
Por otro lado, si tiene un nico switch con 48 puertos, se puedenadmitir 47 dispositivos con un slo puerto utilizado para conectarel switch con el resto de la red y slo una toma de alimentacin
elctrica.
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Velocidades de envo
Las tasas de reenvo definen las capacidades de procesamiento de unswitch mediante la estimacin de la cantidad de datos que puede
procesar por segundo el switch.
Las lneas de productos con switch se clasifican segn las tasas dereenvo.
Caractersticas de los Switches
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Los switches de la capa de entrada presentan tasas de reenvoinferiores que los switches de la capa empresarial.
Es importante considerar las tasas de reenvo cuando se selecciona unswitch.
Si la tasa de reenvo del switch es demasiado baja, no puede incluir unacomunicacin a velocidad de cable completa a travs de todos suspuertos de switch.
La velocidad de cable es la tasa de datos que cada puerto en el switch
puede lograr, 100 Mb/s Fast Ethernet o 1000 Mb/s Gigabit Ethernet.
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La densidad del puerto es el nmero depuertos disponibles en un solo Switch
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Power over Ethernet
Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre
energa a un dispositivo porel cableado de Ethernetexistente.
Caractersticas de los Switches
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omo se pue e o servar en a gura,esta caracterstica puede utilizarsepor medio de los telfonos IP yalgunos puntos de acceso inalmbricos.
PoE permite mayor flexibilidad al instalar los puntos deacceso inalmbricos y los telfonos IP porque se los puedeinstalar en cualquier lugar donde se puede tender un cablede Ethernet.
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Funciones de la Capa 3
Normalmente, los switches operan en la Capa 2 del modelo
de referencia OSI, donde pueden ocuparse principalmentede las direcciones MAC de los dispositivos conectados conlos puertos del switch.
Caractersticas de los Switches
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Capa 3 ofrecen unafuncionalidadavanzada que se analizaen ms detalle en los
captulos posterioresde este curso.
Los switches de la Capa 3 tambin reciben el nombre de
switches multicapas.
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Caractersticas del switch de la capa de acceso
Los switches de la capa de acceso facilitan la conexin de losdispositivos de nodo final a la red.
Por esta razn, necesitan admitir caractersticas como seguridad depuerto, VLAN, Fast Ethernet/Gigabit Ethernet, PoE y agregado deenlaces.
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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La seguridad de puerto permite que el switch decida cuntos y qudispositivos especficos se permiten conectar al switch.
Las VLAN son un componente importante de una red convergente.
El trfico de voz habitualmente recibe una VLAN separada.
De esta manera, el trfico de voz se puede admitir con ms anchode banda, conexiones ms redundantes y seguridad mejorada.
Los switches de la capa de acceso permiten establecer las VLAN
para los dispositivos de nodo final en su red.
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Segn los requerimientos de rendimiento para su red, debe elegirentre los puertos de switch Fast Ethernet Fast y Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet permite hasta 100 Mb/s de trfico por puerto de switch.Fast Ethernet es adecuada para telefona IP y trfico de datos en lamayora de las redes comerciales.
Otro re uerimiento de la caracterstica de al unos switches de ca a
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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de acceso es PoE. PoE aumenta drsticamente el precio general del switch en todas las
lneas de productos de switches Cisco Catalyst, por lo que slo debeconsiderarse cuando se necesita convergencia de voz o se estn
implementando puntos de acceso inalmbricos y es difcil o costosoponerlos en funcionamiento en la ubicacin deseada.
Es necesario permitir QoS en los switches de capa de acceso paraque el trfico de voz del telfono IP tenga prioridad, por ejemplo,
sobre el trfico de datos.
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Caractersticas del switch de la capa de distribucin
Los switches de la 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.
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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Los switches de capa de distribucin proporcionan funcionesde enrutamiento entre las VLAN, para que una VLAN puedacomunicarse con otra en la red.
Debido a que el enrutamiento entre las VLAN se realiza enla capa de distribucin, los switches en esta capa necesitanadmitir las funciones de la Capa 3.
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Se utilizan listas de acceso para controlar cmo fluye el trficoa travs de la red.
Una Lista de control de acceso (ACL) permite que el switchimpida ciertos tipos de trfico y autorice otros.
Las ACL tambin permiten controlar qu dispositivos de red
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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pueden comunicarse en la red. El uso de las ACL es un procesamiento intensivo porque el
switch necesita inspeccionar cada paquete y observar sicoincide con una de las reglas de la ACL definida en el switch.
Los switches de capa de distribucin tambin necesitan admitirQoS para mantener la prioridad del trfico que proviene de losswitches de capa de acceso que implementaron QoS.
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Caractersticas del switch de capa ncleo
La capa ncleo de una topologa jerrquica es una
backbone de alta velocidad de la red y requiere switchesque pueden manejar tasas muy altas de reenvo.
La disponibilidad de la capa ncleo es tambin esencial
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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Normalmente, la redundancia de la Capa 3 presenta unaconvergencia ms veloz que la redundancia de la Capa 2en caso de falla del hardware.
Debido a la alta carga de trabajo que transportan losswitches de capa ncleo, tienden a funcionar con mstemperatura que los switches de capa de acceso o dedistribucin, y entonces deben contar con opciones derefrigeracin ms sofisticadas.
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QoS es una parte importante de los servicios prestados por los switchesde capa ncleo.
Por ejemplo, los prestadores de servicios (que suministran IP,
almacenamiento de datos, correo electrnico y otros servicios) y lasRedes de rea extensa (WAN) de las empresas, estn adicionandomayor trfico de voz y video a una cantidad de trfico de datos encrecimiento.
Caractersticas del Switch en un red Jerrquica
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En el ncleo y el extremo de la red, el trfico fundamental y sensible a los
tiempos como la voz debe recibir garantas superiores de QoS que eltrfico de menor sensibilidad a los tiempos como las transferencias dearchivos o el correo electrnico.
Debido a que el acceso a la WAN de alta velocidad es con frecuencia
extremadamente costoso, la suma de ancho de banda en la capa ncleono es una opcin.
Ya que QoS proporciona una solucin basada en software para priorizarel trfico, los switches de capa ncleo pueden suministrar una manerarentable de admitir uso ptimo y diferenciado del ancho de banda
existente.
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Cisco tiene siete lneas de productos de switches.
Cada lnea de producto ofrece diferentes caractersticas y
funciones, que permiten hallar el switch correcto quecumpla con los requerimientos funcionales de su red.
Las lneas de productos de switches de Cisco son:
Switch para empresas
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Catalyst Express 500
Catalyst 2960
Catalyst 3560
Catalyst 3750
Catalyst 4500
Catalyst 4900
Catalyst 6500
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Resumen
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