1 Diseo de LAN 1.0 Introduccion del capitulo Para pequeas y medianas empresas, la comunicacin digital de datos, voz y video es esencial para la supervivencia de la empresa. En consecuencia, una LAN con un diseo apropiado es un requisito fundame ntal para hacer negocios en el presente. El usuario debe ser capaz de reconocer una LAN bien diseada y seleccionar los dispositivos apropiados para admitir las e specificaciones de las redes de una empresa pequea o mediana. En este captulo, el usuario comenzar a explorar la arquitectura de la LAN conmutada y algunos de los principios que se utilizan para disear una red jerrquica. El usuario aprender sobre las redes convergentes. Tambin aprender cmo seleccionar el switch correcto para un a red jerrquica y qu switches Cisco son los ms adecuados para cada capa de red. Las actividades y los laboratorios confirman y refuerzan su aprendizaje. 1.1 Arquitectura de la LAN conmutada 1.1.1 Modelo de redes jerarquicas La constr uccin de una LAN que satisfaga las necesidades de empresas pequeas o medianas tien e ms probabilidades de ser exitosa si se utiliza un modelo de diseo jerrquico. En c omparacin con otros diseos de redes, una red jerrquica se administra y expande con ms facilidad y los problemas se resuelven con mayor rapidez. El diseo de redes jerr quicas implica la divisin de la red en capas independientes. Cada capa cumple fun ciones 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. El modelo de diseo je rrquico tpico se separa en tres capas: capa de acceso, capa de distribucin y capa nc leo. Un ejemplo de diseo de red jerrquico de tres capas se observa en la figura.

Capa de acceso La capa de acceso hace interfaz con dispositivos finales como las PC, impresoras y telfonos IP, para proveer acceso al resto de la red. Esta capa de acceso puede incluir routers, switches, puentes, hubs y puntos de acceso inalm bricos. El propsito principal de la capa de acceso es aportar un medio de conexin de los dispositivos a la red y controlar qu dispositivos pueden comunicarse en la red. Pase el mouse sobre el botn Acceso en la figura. Capa de distribucin La capa de distribucin agrega los datos recibidos de los switches de la capa de acceso a ntes de que se transmitan a la capa ncleo para el enrutamiento hacia su destino f inal. La capa de distribucin controla el flujo de trfico de la red con el uso de p olticas y traza los dominios de broadcast al realizar el enrutamiento de las func iones entre las LAN virtuales (VLAN) definidas en la capa de acceso. Las VLAN pe rmiten al usuario segmentar el trfico sobre un switch en subredes separadas. Por ejemplo, en una universidad el usuario podra separar el trfico segn se trate de pro fesores, estudiantes y huspedes. Normalmente, los switches de la capa de distribu cin son dispositivos que presentan disponibilidad y redundancia altas para asegur ar la fiabilidad. Aprender ms acerca de las VLAN, los dominios de broadcast y el e nrutamiento entre las VLAN, posteriormente en este curso. Pase el mouse sobre el botn Distribucin en la figura. Capa ncleo La capa ncleo del diseo jerrquico es la ba kbone de alta velocidad de la internetwork. La capa ncleo es esencial para la int erconectividad entre los dispositivos de la capa de distribucin, por lo tanto, es importante que el ncleo sea sumamente disponible y redundante. El rea del ncleo ta mbin puede conectarse a los recursos de Internet. El ncleo agrega el trfico de todo s los dispositivos de la capa de distribucin, por lo tanto debe poder reenviar gr andes cantidades de datos rpidamente. Pase el mouse por el botn Ncleo en la figura. Nota: En redes ms pequeas, no es inusual que se implemente un modelo de ncleo cola psado, en el que se combinan la capa de distribucin y la capa ncleo en una capa.

1.1.1 Modelo de las redes jerrquicas Red jerrquica en una empresa mediana Examinem os un modelo de red jerrquica aplicada a una empresa. En la figura, las capas de acceso, de distribucin y ncleo se encuentran separadas en jerarquas bien definidas. Esta representacin lgica contribuye a que resulte fcil ver qu switches desempean qu uncin. Es mucho ms difcil ver estas capas jerrquicas cuando la red se instala en una empresa. Haga clic en el botn Diseo fsico en la figura. La figura muestra dos piso s de un edificio. Las computadoras del usuario y los dispositivos de la red que necesitan acceso a la red se encuentran en un piso. Los recursos, como servidore s de correo electrnico y servidores de bases de datos, se ubican en otro piso. Pa ra asegurar que cada piso tenga acceso a la red, se instalan la capa de acceso y los switches de distribucin en los armarios de cableado de cada piso y se conect an a todos los dispositivos que necesitan acceso a la red. La figura muestra un pequeo bastidor de switches. El switch de la capa de acceso y el switch de la cap a de distribucin se encuentran apilados uno sobre el otro en el armario de cablea do. Aunque no se muestran los switches de la capa ncleo y otros switches de la ca pa de

distribucin, es posible observar cmo la distribucin fsica de una red difiere de la d istribucin lgica de una red.

1.1.1 Modelo de las redes jerrquicas Beneficios de una red jerrquica Existen mucho s beneficios asociados con los diseos de la red jerrquica. Escalabilidad Las redes jerrquicas escalan muy bien. La modularidad del diseo le permite reproducir exact amente los elementos del diseo a medida que la red crece. Debido a que cada insta ncia del mdulo es consistente, resulta fcil planificar e implementar la expansin. P or ejemplo, si el modelo del diseo consiste en dos switches de la capa de distrib ucin por cada 10 switches de la capa de acceso, puede continuar agregando switche s de la capa de acceso hasta tener 10 switches de la capa de acceso interconecta dos con los dos switches de la capa de distribucin antes de que necesite agregar switches adicionales de la capa de distribucin a la topologa de la red. Adems, a me dida que se agregan ms switches de la capa de distribucin para adaptar la carga de los switches de la capa de acceso, se pueden agregar switches adicionales de la capa ncleo para manejar la carga adicional en el ncleo. Redundancia A medida que crece una red, la disponibilidad se torna ms importante. Puede aumentar radicalme nte la disponibilidad a travs de implementaciones redundantes fciles con redes jerr quicas. Los switches de la capa de acceso se conectan con dos switches diferente s de la capa de distribucin para asegurar la redundancia de la ruta. Si falla uno de los switches de la capa de distribucin, el switch de la capa de acceso puede conmutar al otro switch de la capa de distribucin. Adicionalmente, los switches d e la capa de distribucin se conectan con dos o ms switches de la capa ncleo para as egurar la disponibilidad de la ruta si falla un switch del ncleo. La nica capa en donde se limita la redundancia es la capa de acceso. Habitualmente, los disposit ivos de nodo final, como PC, impresoras y telfonos IP, no tienen la capacidad de conectarse con switches mltiples de la capa de acceso para redundancia. Si falla un switch de la capa de acceso, slo se veran afectados por la interrupcin los dispo sitivos conectados a ese switch en particular. El resto de la red continuara func ionando sin alteraciones. Rendimiento El rendimiento de la comunicacin mejora al evitar la transmisin de datos a travs de switches intermediarios de bajo rendimien to. Los datos se envan a travs de enlaces del puerto del switch agregado desde la capa de acceso a la capa de distribucin casi a la velocidad de cable en la mayora de los casos. Luego, la capa de distribucin utiliza sus capacidades de conmutar e l alto rendimiento para reenviar el trfico hasta el ncleo, donde se enruta hacia s u destino final. Debido a que las capas ncleo y de distribucin realizan sus operac iones a velocidades muy altas, no existe contencin para el ancho de banda de la r ed. Como resultado, las redes jerrquicas con un diseo apropiado pueden lograr casi la velocidad de cable entre todos los dispositivos.

Seguridad La seguridad mejora y es ms fcil de administrar. Es posible configurar l os switches de la capa de acceso con varias opciones de seguridad del puerto que proveen control sobre qu dispositivos se permite conectar a la red. Adems, se cue nta con la flexibilidad de utilizar polticas de seguridad ms avanzadas en la capa de distribucin. Puede aplicar las polticas de control de acceso que definen qu prot ocolos de comunicacin se implementan en su red y dnde se les permite dirigirse. Po r ejemplo, si desea limitar el uso de HTTP a una comunidad de usuarios especfica conectada a la capa de acceso, podra aplicar una poltica que bloquee el trfico de H TTP en la capa de distribucin. La restriccin del trfico en base a protocolos de cap as ms elevadas, como IP y HTTP, requiere que sus switches puedan procesar las polt icas en esa capa. Algunos switches de la capa de acceso admiten la funcionalidad de la Capa 3, pero en general es responsabilidad de los switches de la capa de distribucin procesar los datos de la Capa 3, porque pueden procesarlos con mucha ms eficacia. Facilidad de administracin La facilidad de administracin es relativame nte simple en una red jerrquica. Cada capa del diseo jerrquico cumple funciones esp ecficas que son consistentes en toda esa capa. Por consiguiente, si necesita camb iar la funcionalidad de un switch de la capa de acceso, podra repetir ese cambio en todos los switches de la capa de acceso en la red porque presumiblemente cump len las mismas funciones en su capa. La implementacin de switches nuevos tambin se simplifica porque se pueden copiar las configuraciones del switch entre los dis positivos con muy pocas modificaciones. La consistencia entre los switches en ca da capa permite una recuperacin rpida y la simplificacin de la resolucin de problema s. En algunas situaciones especiales, podran observarse inconsistencias de config uracin entre los dispositivos, por eso debe asegurarse de que las configuraciones se encuentren bien documentadas, de manera que pueda compararlas antes de la im plementacin. Capacidad de mantenimiento Debido a que las redes jerrquicas son modu lares en naturaleza y escalan con mucha facilidad, son fciles de mantener. Con ot ros diseos de la topologa de la red, la administracin se torna altamente complicada a medida que la red crece. Tambin, en algunos modelos de diseos de red, existe un lmite en cuanto a la extensin del crecimiento de la red antes de que se torne dem asiado complicada y costosa de mantener. En el modelo del diseo jerrquico se defin en las funciones de los switches en cada capa haciendo que la seleccin del switch correcto resulte ms fcil. La adicin de switches a una capa no necesariamente signi fica que se evitar un cuello de botella u otra limitacin en otra capa. Para que un a topologa de red de malla completa alcance el rendimiento mximo, es necesario que todos los switches sean de alto rendimiento porque es fundamental que cada swit ch pueda cumplir todas las funciones en la red. En el modelo jerrquico, las funci ones de los switches son diferentes en cada capa. Se puede ahorrar dinero con el uso de switches de la capa de acceso menos costosos en la capa inferior y gasta r ms en los switches de la capa de distribucin y la capa ncleo para lograr un rendi miento alto en la

red. 1.1.2 Principios de diseos de redes jerrquicas Principios de diseo de redes jerrquic as Slo porque aparentemente una red presenta un diseo jerrquico, no significa que la r ed est bien diseada. Estas guas simples le ayudan a diferenciar entre redes jerrquic as con un buen diseo y las que presentan un diseo deficiente. La intencin de esta s eccin no es proporcionarle todas las destrezas y el conocimiento que necesita par a disear una red jerrquica sino ofrecerle una oportunidad de comenzar a practicar sus destrezas a travs de la transformacin de una topologa de red plana en una topol oga de red jerrquica. Dimetro de la red Al disear una topologa de red jerrquica, lo primero que debe considerarse es el dime tro de la red. Con frecuencia, el dimetro es una medida de distancia pero en este caso se utiliza el trmino para medir el nmero de dispositivos. El dimetro de la re d es el nmero

de dispositivos que un paquete debe cruzar antes de alcanzar su destino. Mantene r bajo el dimetro de la red asegura una latencia baja y predecible entre los disp ositivos. Pase el mouse por el botn Dimetro de la red en la figura. En la figura, la PC1 se comunica con la PC3. Es posible que existan hasta seis s witches interconectados entre la PC1 y la PC3. En este caso, el dimetro de la red es 6. Cada switch en la ruta introduce cierto grado de latencia. La latencia de l dispositivo de red es el tiempo que transcurre mientras un dispositivo procesa un paquete o una trama. Cada switch debe determinar la direccin MAC de destino d e la trama, verificar la tabla de la direccin MAC y enviar la trama al puerto apr opiado. Aunque el proceso completo se produce en una fraccin de segundo, el tiemp o se acrecienta cuando la trama debe cruzar varios switches. En el modelo jerrquico de tres capas, la segmentacin de la Capa 2 en la capa de di stribucin prcticamente elimina el dimetro de la red como consecuencia. En una red j errquica, el dimetro de la red siempre va a ser un nmero predecible de saltos entre el dispositivo origen y el dispositivo destino. Agregado de ancho de banda Cada capa en el modelo de redes jerrquicas es una candidata posible para el agreg ado de ancho de banda. El agregado de ancho de banda es la prctica de considerar los requisitos de ancho de banda especficos de cada parte de la jerarqua. Despus de que se conocen los requisitos de ancho de banda de la red, se pueden agregar en laces entre switches especficos, lo que recibe el nombre de agregado de enlaces. El agregado de enlaces permite que se combinen los enlaces de puerto de los swit ches mltiples a fin de lograr un rendimiento superior entre los switches. Cisco c uenta con una tecnologa de agregado de enlaces especfica llamada EtherChannel, que permite la consolidacin de mltiples enlaces de Ethernet. Un anlisis de EtherChanne l excede el alcance de este curso. Para obtener ms informacin, visite: http://www. cisco.com/en/US/tech/tk389/tk213/tsd_technology_support_protocol_home.ht ml. Pase el mouse por el botn Agregado de ancho de banda en la figura.

En la figura, las computadoras PC1 y PC3 requieren una cantidad significativa de ancho de banda porque se utilizan para desarrollar simulaciones de condiciones climticas. El administrador de la red ha determinado que los switches S1, S3 y S5 de la capa de acceso requieren un aumento del ancho de banda. Estos switches de la capa de acceso respetan la jerarqua y se conectan con los switches de distrib ucin D1, D2 y D4. Los switches de distribucin se conectan con los switches C1 y C2 de la capa ncleo. Observe cmo los enlaces especficos en puertos especficos se agreg an en cada switch. De esta manera, se suministra un aumento del ancho de banda p ara una parte especfica, seleccionada de la red. Observe que en esta figura se in dican los enlaces agregados por medio de dos lneas de puntos con un valo que las r elaciona. En otras figuras, los enlaces agregados estn representados por una lnea de puntos nica con un valo. Redundancia La redundancia es una parte de la creacin de una red altamente disponible. Se pue de proveer redundancia de varias maneras. Por ejemplo, se pueden duplicar las co nexiones de red entre los dispositivos o se pueden duplicar los propios disposit ivos. Este captulo explora cmo emplear rutas de redes redundantes entre los switch es. Un anlisis de la duplicacin de los dispositivos de red y del empleo de protoco los especiales de red para asegurar una alta disponibilidad excede el alcance de este curso. Para acceder a un anlisis interesante acerca de la alta disponibilid ad, visite: http://www.cisco.com/en/US/products/ps6550/products_ios_technology_h ome.html. La implementacin de los enlaces redundantes puede ser costosa. Imagine que cada s witch en cada capa de la jerarqua de la red tiene una conexin con cada switch de l a capa siguiente. Es improbable que sea capaz de implementar la redundancia en l a capa de acceso debido al costo y a las caractersticas limitadas en los disposit ivos finales pero puede crear redundancia en las capas de distribucin y ncleo de l a red. Pase el mouse por el botn Enlaces redundantes en la figura. En la figura, los enlaces redundantes se observan en la capa de distribucin y en la capa ncleo. En la capa de distribucin existen dos switches de capa de distribuc in, el mnimo requerido para admitir redundancia en esta capa. Los switches de la c apa de acceso, S1, S3,

S4 y S6, se encuentran interconectados con los switches de la capa de distribucin . Esto protege su red si falla uno de los switches de distribucin. En caso de fal la, el switch de la capa de acceso ajusta su ruta de transmisin y reenva el trfico a travs del otro switch de distribucin. Ciertas situaciones de falla de la red nunca pueden impedirse, por ejemplo si la energa elctrica se interrumpe en la ciudad entera o el edifico completo se derrum ba debido a un terremoto. La redundancia no intenta abordar estos tipos de desas tres. Para obtener ms informacin acerca de cmo una empresa puede continuar funciona ndo y recuperarse de un desastre, visite: http://www.cisco.com/en/US/netsol/ns51 6/networking_solutions_package.html. Comience en la capa de acceso Imagine que se requiere un diseo nuevo de redes. Los requisitos de diseo, como el nivel de rendimiento o la redundancia necesaria, estn determinados por las metas comerciales de la organizacin. Una vez que se documentan los requisitos de diseo, el diseador puede comenzar a seleccionar el equipo y la infraestructura para impl ementar el diseo. Cuando se inicia la seleccin del equipo en la capa de acceso, puede asegurarse de que se adapta a todos los dispositivos de la red que necesitan acceso a la red. Despus de tener en cuenta todos los dispositivos finales se tiene una mejor idea de cuntos switches de la capa de acceso se necesitan. El nmero de switches de la capa de acceso y el trfico estimado que cada uno genera ayuda a determinar cuntos switches de la capa de distribucin se necesitan para lograr el rendimiento y la r edundancia necesarios para la red. Despus de determinar el nmero de switches de la capa de distribucin, se puede identificar cuntos switches de ncleo se necesitan pa ra mantener el rendimiento de la red. Un anlisis exhaustivo acerca de cmo determinar qu switch seleccionar en base al anli sis del flujo de trfico y cuntos switches de ncleo se requieren para mantener el re ndimiento queda fuera del alcance de este curso. Para una buena introduccin al di seo de red, lea este libro que se encuentra disponible en Ciscopress.com: Top-Dow n Network Design, de Priscilla Oppenheimer (2004).

1.1.3 Qu es una red convergente? Las empresas pequeas y medianas adoptan la idea de ejecutar servicios de voz y video en sus redes de datos. Observemos cmo la voz y el video sobre IP (VoIP) afectan una red jerrquica. Equipos heredados 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 per o slo fueron factibles en grandes organizaciones empresariales debido a los requi sitos de infraestructura de la red y a la compleja administracin necesaria para h acer que dichas redes funcionen en forma continua. Los costos de red asociados c on la convergencia eran altos porque se necesitaba un hardware de switches ms cos toso para admitir los requisitos adicionales de ancho de banda. Las redes conver gentes tambin necesitaban una administracin extensiva en relacin con la Calidad de Servicio (QoS), porque era necesario que el trfico de datos con voz y video se cl asificara y priorizara en la red. Pocas personas contaban con la experiencia pro fesional en cuanto a redes de datos, voz y video para hacer que la convergencia fuese factible y funcional. Adems, el equipo antiguo obstaculiza el proceso. La f igura muestra un switch antiguo de una empresa telefnica. En la actualidad, la ma yora de las empresas telefnicas ha cambiado a switches digitales. Sin

embargo, existen muchas oficinas que an utilizan telfonos anlogos por lo que todava tienen armarios de cableado de telfonos anlogos. Debido a que an no se han reemplaz ado los telfonos anlogos, tambin observar que debe admitir tanto el sistema telefnico PBX antiguo como los telfonos IP. Con lentitud se reemplazar esta clase de equipa miento por switches modernos de telfonos IP. Haga clic en el botn Tecnologa avanzada en la figura. Tecnologa avanzada La convergencia de redes de voz, video y datos se ha vuelto muy popular reciente mente en el mercado empresarial pequeo y mediano debido a los avances en la tecno loga. En el presente resulta ms fcil implementar y administrar la convergencia y su adquisicin es menos costosa. La figura muestra una combinacin de switch y de telfo no VoIP de alta tecnologa apropiada para una empresa mediana de entre 250 y 400 e mpleados. La figura tambin muestra un switch Cisco Catalyst Express 500 y un telfo no Cisco 7906G adecuados para empresas pequeas y medianas. Esta tecnologa VoIP sola presentar un precio razonable para empresas y entidades gubernamentales. La transferencia a una red convergente puede ser una decisin difcil si la empresa ya realiz una inversin en redes de voz, video y datos separadas. El abandono de un a inversin que an funciona resulta arduo pero la convergencia de voz, video y dato s en una infraestructura de red nica presenta varias ventajas. Un beneficio de una red convergente es la existencia de slo una red para administ rar. Con las redes de voz, video y datos separadas, los cambios realizados en la red deben coordinarse a travs de redes. Adems, existen costos adicionales que res ultan del uso de tres conjuntos de cableado de redes. El uso de una red nica sign ifica que el usuario slo debe administrar una infraestructura conectada por cable s. Otro beneficio es el menor costo de implementacin y administracin. Es menos costos o implementar una infraestructura de red nica que tres infraestructuras de redes distintas. La administracin de una red nica es tambin menos costosa. Tradicionalmen te, si una empresa cuenta con una red separada de voz y datos, necesita a un gru po de personas que

administren la red de voz y otro grupo que administre la red de datos. Con una r ed convergente, se necesita a un grupo que administra tanto la red de voz como l a de datos. Haga clic en el botn Opciones nuevas en la figura. Opciones nuevas Las redes convergentes ofrecen opciones que no existan con anterioridad. Ahora se pueden unir las comunicaciones de voz y video directamente en el sistema de la computadora personal de un empleado, segn se observa en la figura. No es necesari o contar con un aparato telefnico o un equipo para videoconferencias caros. Se pu ede lograr la misma funcin con el uso de un software especial integrado con una c omputadora personal. Las herramientas de telesoftware, como Cisco IP Communicato r, ofrecen mucha flexibilidad a las empresas. La persona que se encuentra en la parte superior izquierda de la figura utiliza una herramienta de telesoftware en la computadora. Cuando se utiliza el software en lugar de un telfono fsico, una e mpresa puede realizar la conversin a redes convergentes con rapidez porque no hay gastos de capital en la adquisicin de telfonos IP y de los switches necesarios pa ra accionar los telfonos. Con la incorporacin de cmaras Web econmicas, se pueden agr egar videoconferencias al telesoftware. stos son slo algunos ejemplos proporcionad os por una cartera ms amplia de soluciones de comunicacin que redefinen el proceso comercial en la actualidad.

1.1.3 Qu es una red convergente? Redes separadas de voz, video y datos Como se puede ver en la figura, una red de voz contiene lneas telefnicas aisladas que ejecutan un switch PBX para permitir la conectividad telefnica a la Red pblica de telefona conmutada (PSTN). Cuando se agrega un telfono nuevo, se debe ejecutar una lnea nueva de regreso al PBX. El switch del PBX se ubica habitualmente en el armario de cableado de Telco, separado de los armarios de cableado de datos y v ideo. Los armarios de cableado con frecuencia se separan porque el personal de a poyo necesita acceso a cada sistema. Sin embargo, mediante el uso de una red jerr quica apropiadamente diseada y la implementacin de polticas de QoS que dan priorida d a los datos de audio, los datos de voz se pueden converger en una red de datos existente con muy poco o ningn impacto en la calidad del audio. Haga clic en el botn Red de video en la figura para ver un ejemplo de una red de video separada.

En esta figura, el equipo para videoconferencias est conectado por cable en forma separada de las redes de voz y de datos. Los datos de videoconferencias pueden consumir un ancho de banda significativo en una red. Como resultado, se mantuvie ron las redes de videos por separado para permitir que los equipos de videoconfe rencias funcionen a toda velocidad sin competir por el ancho de banda con los fl ujos de voz y de datos. Mediante el uso de una red jerrquica apropiadamente disead a y la implementacin de polticas de QoS que dan prioridad a los datos de video, pu ede hacerse que dichos datos converjan en una red de datos existente con muy poc o o ningn impacto en la calidad del video. Haga clic en el botn Red de datos en la figura para ver un ejemplo de una red de datos separada. La red de datos interconecta las estaciones de trabajo y los servidores en una r ed para facilitar el uso compartido de recursos. Las redes de datos pueden consu mir un ancho de banda de datos significativo y ste es el motivo por el cual las r edes de voz, video y datos se mantuvieron separadas por tan largo tiempo. Ahora que las redes jerrquicas con el diseo apropiado pueden incluir los requerimientos de ancho de banda de las comunicaciones por voz, video y datos al mismo tiempo; tiene sentido hacer que converjan en una nica red jerrquica.

1.2 Relacin entre los switches y las funciones especificas de la LAN 1.2.1 Consid eraciones para los switches de redes jerrquicas Anlisis de flujo de trfico Para seleccionar el switch apropiado para una capa en una red jerrquica, es neces ario contar con especificaciones que detallen los flujos de trfico objetivo, las comunidades de usuario, los servidores de datos y los servidores de almacenamien to de datos. Las empresas necesitan una red que pueda satisfacer los requerimientos del desar rollo. Una empresa puede comenzar con algunas PC interconectadas de manera que p uedan compartir datos. A medida que la empresa contrata ms empleados, los disposi tivos, como PC, impresoras y servidores, se agregan a la red. La incorporacin de los nuevos dispositivos implica un aumento en el trfico de la red. Algunas compaas reemplazan sus sistemas telefnicos existentes por sistemas telefnicos VoIP converg entes, lo que agrega un trfico adicional.

Cuando se selecciona el hardware de switch, se determina qu switches se necesitan en las capas ncleo, distribucin y acceso para adaptarse a los requerimientos del ancho de banda de red. Su plan debe considerar los requerimientos de ancho de ba nda en el futuro. Adquiera el hardware del switch Cisco apropiado para incorpora r tanto las necesidades actuales como las futuras. Para contribuir con la eleccin ms precisa de los switches apropiados, realice y registre los anlisis de flujo de trfico de forma regular. Anlisis del flujo de trfico El anlisis del flujo de trfico es el proceso de medicin del uso del ancho de banda en una red y el anlisis de datos con el fin de lograr ajustes del rendimiento, pl anificacin de la capacidad y toma de decisiones con respecto a las mejoras del ha rdware. El anlisis del flujo de trfico se realiza con el uso de software para anlis is de flujo de trfico. Aunque no existe una definicin exacta de flujo de trfico de la red, a efectos del anlisis del flujo de trfico, es posible decir que el trfico d e la red es la cantidad de datos enviados durante un cierto perodo de tiempo. Tod os los datos de la red contribuyen con el trfico, independientemente de su propsit o u origen. El anlisis de los diferentes orgenes del trfico y su influencia en la r ed, permite realizar ajustes ms exactos y actualizar la red para lograr el mejor rendimiento posible. Los datos del flujo de trfico pueden utilizarse para ayudar a determinar exactame nte cunto tiempo puede continuar utilizando el hardware de la red existente antes de que tenga sentido actualizarlo para adaptarse segn los requerimientos adicion ales de ancho de banda. Al tomar las decisiones con respecto a qu hardware adquir ir, se deben tener en cuenta las densidades de puerto y las tasas de reenvo del s witch para asegurarse de lograr una capacidad de crecimiento adecuada. La densid ad de puerto y las tasas de reenvo se explican ms adelante en este captulo. Existen muchas formas de controlar el flujo de trfico en una red. Se pueden contr olar manualmente los puertos individuales de switch para obtener la utilizacin de l ancho de banda con el tiempo. Al analizar los datos de flujo de trfico se deben determinar los requerimientos de flujo de trfico futuro en base a la capacidad e n ciertos momentos del da y a dnde se genera y se enva la mayor cantidad de datos. Sin embargo, para obtener resultados exactos es necesario registrar datos sufici entes. El registro manual de los datos del trfico es un proceso tedioso que requi ere mucho tiempo y diligencia. Afortunadamente existen algunas soluciones automa tizadas.

Herramientas de anlisis Se encuentran disponibles muchas herramientas de anlisis de flujo de trfico que re gistran automticamente los datos de flujo de trfico en una base de datos y realiza n un anlisis de tendencias. En redes mayores, las soluciones del conjunto del sof tware constituyen el nico mtodo eficaz para realizar el anlisis de flujo de trfico. La figura exhibe un resultado de muestra obtenido del Solarwinds Orion 8.1 NetFl ow Analysis, que controla el flujo de trfico en una red. Al recopilar datos media nte el software, se puede observar exactamente cmo se desempea cada interfaz en un punto de tiempo dado en la red. Con el uso de los cuadros incluidos, se pueden identificar los problemas de flujo de trfico visualmente. Este proceso es mucho ms sencillo que tener que interpretar los nmeros en una columna de datos de flujo d e trfico. Para obtener una lista de algunas herramientas comerciales de recopilacin y de anl isis de flujo de trfico, visite http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/nmp/net flow/partners/commercial/index.shtml . Para obtener una lista de algunas herramientas freeware de recopilacin y de anlisi s de flujo de trfico, visite http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/nmp/netflo w/partners/freeware/index.s

Anlisis de las comunidades de usuarios El anlisis de las comunidades de usuarios es el proceso de identificacin de varios grupos de usuarios y su influencia en el rendimiento de la red. La forma en que se agrupan los usuarios afecta los aspectos relacionados con la densidad de pue rto y con el flujo de trfico, que a su vez influye en la seleccin de los switches de la red. La densidad de puerto se explica con posterioridad en este captulo. En un edificio tpico de oficinas, los usuarios finales se agrupan de acuerdo con la funcin que cumplen en su trabajo porque necesitan un acceso similar a los recu rsos y aplicaciones. Es posible que el Departamento de Recursos Humanos (HR) se encuentre en un piso de un edificio de oficinas mientras que el Departamento de Finanzas est en otro. Cada departamento tiene un nmero diferente de usuarios y de necesidades de aplicacin y requiere de acceso a los diferentes recursos de datos disponibles a travs de la red. Por ejemplo, cuando se seleccionan switches para l os armarios de cableado de los departamentos de Recursos Humanos y de Finanzas, se debera elegir un switch que tuviese los puertos suficientes para satisfacer la s necesidades del departamento y que fuese lo suficientemente poderoso para adap tarse a los requerimientos de trfico para todos los dispositivos en ese piso. Ade ms, un buen plan de diseo de redes considera el crecimiento

de cada departamento para asegurar que existen puertos de switch lo suficienteme nte abiertos que se pueden utilizar antes de la prxima actualizacin planificada de la red. Como se muestra en la figura, el Departamento de Recursos Humanos requiere 20 es taciones de trabajo para sus 20 usuarios. Eso se traduce en 20 puertos de switch necesarios para conectar las estaciones de trabajo a la red. Si se seleccionase un switch apropiado de la capa de acceso para adaptarse al Departamento de Recu rsos Humanos, probablemente se elegira un switch de 24 puertos, que cuenta con lo s puertos suficientes para incluir las 20 estaciones de trabajo y los enlaces a los switches de la capa de distribucin. Crecimiento Futuro Pero este plan no informa acerca del crecimiento futuro. Cons idere qu suceder si se agregan cinco empleados al Departamento de Recursos Humanos . Un plan de redes slido incluye la tasa de crecimiento de personal en los pasado s cinco aos para poder anticipar el crecimiento futuro. Con ese concepto en mente , se debe adquirir un switch que pueda incluir ms de 24 puertos, como es el caso de los switches apilables o modulares que pueden escalar. Adems de observar el nmero de dispositivos en un cierto switch en una red, se debe investigar el trfico de red generado por las aplicaciones de los usuarios finale s. Algunas comunidades de usuarios utilizan aplicaciones que generan mucho trfico de red mientras que otras comunidades de usuarios no lo hacen. Mediante la medi cin del trfico de red generado para todas las aplicaciones en uso por las diferent es comunidades de usuarios y la determinacin de la ubicacin del origen de los dato s, se puede identificar el efecto de sumar ms usuarios a esa comunidad. Una comunidad de usuarios que pertenece a un grupo de trabajo en una empresa peq uea queda admitida por un par de switches y en general se conecta al mismo switch que el servidor. En empresas o compaas medianas, las comunidades de usuarios son admitidas por muchos switches. Los recursos que las comunidades de usuarios de e mpresas o compaas medianas necesitan podran ubicarse en reas geogrficamente separadas . En consecuencia, la ubicacin de las comunidades de usuarios influye en el lugar donde se localizan los almacenamientos de datos y los servidores centrales.

Haga clic en el botn Departamento de Finanzas en la figura. Si los usuarios de Finanzas estn utilizando una aplicacin intensiva de red y que i ntercambia datos con un servidor especfico en la red, es posible que resulte til u bicar a la comunidad de usuarios de Finanzas cerca de ese servidor. Al ubicar a los usuarios cerca de sus servidores y de sus medios de almacenamiento de datos, se puede reducir el dimetro de la red para sus comunicaciones y, por consiguient e, reducir el impacto de su trfico a travs del resto de la red. Una complicacin del anlisis del uso de la aplicacin segn las comunidades de usuarios es que el uso no siempre est unido por departamentos o ubicacin fsica. Es posible que se deba analizar el impacto de la aplicacin a travs de muchos switches de la r ed para determinar su impacto general.

Anlisis de los medios de almacenamiento de datos y de los servidores de datos

Al analizar el trfico en una red, se debe considerar dnde se ubican los medios de almacenamiento y los servidores de datos de manera que se pueda determinar el im pacto del trfico en la red. Los medios de almacenamiento de datos pueden ser serv idores, redes de almacenamiento de datos (SAN), almacenamiento adjunto a redes ( NAS), unidades de copia de respaldo en cinta o cualquier otro dispositivo o comp onente en los que se almacenan grandes cantidades de datos. Al considerar el trfico para los medios de almacenamiento y los servidores de dat os, se debe considerar tanto el trfico segn el modelo cliente-servidor como el trfi co entre servidor y servidor. Segn se observa en la figura, el trfico entre el cliente y el servidor es el trfico generado cuando el dispositivo de un cliente accede a los datos de los medios d e almacenamiento o de los servidores de datos. El trfico entre el cliente y el se rvidor habitualmente atraviesa mltiples switches para alcanzar su destino. El agr egado de ancho de banda y las tasas de reenvo del switch son factores importantes que se deben considerar cuando se intenta eliminar cuellos de botella para este tipo de trfico. Haga clic en el botn Comunicacin entre servidor y servidor en la figura. El trfico entre servidor y servidor es el trfico generado entre los dispositivos d e almacenamiento de datos en la red. Algunas aplicaciones del servidor generan v olmenes muy altos de trfico entre los almacenamientos de datos y otros servidores. Para optimizar el trfico entre servidor y servidor, los servidores que necesitan acceso frecuente a ciertos recursos se deben ubicar a muy corta distancia uno d el otro, para que el trfico que generan no afecte el rendimiento del resto de la red. Los medios de almacenamiento y los servidores de datos habitualmente se ubi can en los centros de datos dentro de una empresa. Un centro de datos es un rea s egura del edificio donde se ubican los servidores, los medios de almacenamiento de datos y otros equipos de la red. Un dispositivo puede ubicarse fsicamente en e l centro de datos pero puede representarse en una ubicacin totalmente diferente e n la topologa lgica. El trfico a travs de los switches del centro de datos con frecu encia es muy alto debido al trfico entre servidor y servidor y entre el servidor y el cliente que atraviesa los switches. Como resultado, los switches selecciona dos para los centros de datos deben ser switches de ms alto rendimiento que los s witches que se hallan en los armarios de cableado en la capa de acceso.

Al examinar las rutas de los datos para varias aplicaciones utilizadas por difer entes comunidades de usuarios, se pueden identificar los cuellos de botella pote nciales cuando el rendimiento de la aplicacin puede verse afectado por el ancho d e banda inadecuado. Para mejorar el rendimiento, se podran agregar enlaces para a daptarse al ancho de banda o reemplazar los switches ms lentos por switches ms rpid os que puedan manejar la carga del trfico.

Diagramas de topologa Un diagrama de topologa es una representacin grfica de la infraestructura de una re d. Un diagrama de topologa muestra cmo se interconectan todos los switches e inclu ye detalles de qu puerto del switch interconecta los dispositivos. Un diagrama de topologa muestra de forma grfica toda ruta redundante o todos los puertos agregad os entre los switches que aportan resiliencia y rendimiento. Demuestra dnde y cunt os switches estn en uso en su red, as como tambin identifica su configuracin. Los di agramas de topologa tambin pueden contener informacin acerca de las densidades de l os dispositivos y de las comunidades de usuarios. Al tener un diagrama de topolo ga, se pueden identificar visualmente los potenciales cuellos de botella en un trf ico de red de manera que se pueda centrar la recopilacin de datos del anlisis de t rfico en reas en las que las mejoras pueden ejercer el impacto ms significativo en el rendimiento. Es posible que resulte difcil componer una topologa de red a posteriori si no se h a participado en el proceso de diseo. Los cables de la red en los armarios de cab leado desaparecen en los pisos y techos y este hecho dificulta el trazado de sus destinos. Y debido a que los dispositivos estn dispersos en todo el edificio, re sulta difcil saber cmo se conectan todas las piezas. Con paciencia, se puede deter minar exactamente cmo se

interconecta todo y luego documentar la infraestructura de la red en un diagrama de topologa. La figura muestra un diagrama simple de topologa de red. Ntese cuntos switches se e ncuentran presentes en la red, as como tambin la forma en que cada switch se inter conecta. El diagrama de topologa identifica cada puerto del switch utilizado para las comunicaciones inter switches y rutas redundantes entre switches de capa de acceso y switches de capa de distribucin. El diagrama de topologa tambin muestra dn de se ubican las diferentes comunidades de usuarios en la red y la ubicacin de lo s servidores y de los medios de almacenamiento de datos. 1.2.2 Caractersticas de los switches Factores de forma de los switches Cules son las caractersticas clave de los switches que se utilizan en las redes jerr quicas? Al buscar las especificaciones para un switch, Qu significan todos los acrn imos y las frases? Qu significa "PoE" y qu es "tasa de reenvo"? En este tema aprende r sobre estas caractersticas.

Al seleccionar un switch se necesita decidir entre una configuracin fija o una co nfiguracin modular y entre apilable y no apilable. Otra consideracin es el grosor del switch expresado en cantidad de bastidores. Por ejemplo, los Switches de con figuracin fija que se muestran en la figura son todos de 1 bastidor (1U). Con fre cuencia estas opciones se denominan factores de forma del switch. Switches de configuracin fija Los switches de configuracin fija son slo lo que podra esperarse: fijos en su confi guracin. Esto significa que no se pueden agregar caractersticas u opciones al swit ch ms all de las que originalmente vienen con el switch. El modelo en particular q ue se compra determina las caractersticas y opciones disponibles. Por ejemplo, si se adquiere un switch fijo gigabit de 24 puertos, no se pueden agregar puertos cuando se les necesite. Habitualmente, existen diferentes opciones de configurac in que varan en cuanto al nmero y al tipo de puertos incluidos. Switches modulares Los switches modulares ofrecen ms flexibilidad en su configuracin. Habitualmente, los switches modulares vienen con chasis de diferentes tamaos que permiten la ins talacin de 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 la PC. Cuanto ms grand e es el chasis, ms mdulos puede admitir. Como se observa en la figura, es posible elegir entre muchos tamaos de chasis diferentes. Si se compr un switch modular con una tarjeta de lnea de 24 puertos, con facilidad se podra agregar una tarjeta de lnea de 24 puertos para hacer que el nmero de puertos ascienda a 48. Switches apilables Los switches apilables pueden interconectarse con el uso de un cable especial de l backplane que otorga rendimiento de ancho de banda entre los switches. Cisco i ntrodujo la tecnologa

StackWise en una de sus lneas de productos con switches. StackWise permite interc onectar hasta nueve switches con el uso de conexiones backplane totalmente redun dantes. Como se observa en la figura, los switches estn apilados uno sobre el otr o y los cables conectan los switches en forma de cadena margarita. Los switches apilados operan con efectividad como un nico switch ms grande. Los switches apilab les son convenientes cuando la tolerancia a fallas y la disponibilidad de ancho de banda son crticas y resulta costoso implementar un switch modular. El uso de c onexiones cruzadas hace que la red pueda recuperarse rpidamente si falla un nico s witch. Los switches apilables utilizan un puerto especial para las interconexion es y no utilizan puertos de lnea para las conexiones inter switches. Asimismo, la s velocidades son habitualmente ms rpidas que cuando se utilizan puertos de lnea pa ra la conexin de switches Rendimiento Cuando se selecciona un switch para las capas de acceso, de distribucin y ncleo, s e debe considerar la capacidad del switch para admitir los requerimientos de den sidad de puerto, tasas de reenvo y agregado de ancho de banda de la red.

Densidad de puerto La densidad de puerto es el nmero de puertos disponibles en un switch nico. Los sw itches de configuracin fija habitualmente admiten hasta 48 puertos en un nico disp ositivo, con opciones de cuatro puertos adicionales para dispositivos de factor de forma pequeos enchufables (SFP), segn muestra la figura. Las altas densidades d e puerto permiten un mejor uso del espacio y de la energa cuando la fuente de amb os es limitada. Si tiene dos switches y cada uno contiene 24 puertos, se podran a dmitir hasta 46 dispositivos porque se pierde al menos un puerto por switch para conectar cada switch al resto de la red. Adems, se requieren dos tomas de alimen tacin elctrica. Por otro lado, si tiene un nico switch con 48 puertos, se pueden ad mitir 47 dispositivos con un slo puerto utilizado para conectar el switch con el resto de la red y slo una toma de alimentacin elctrica es necesaria para incluir el nico switch. Los switches modulares pueden admitir densidades de puerto muy altas mediante el agregado de tarjetas de lnea de puerto de switch mltiples, como muestra la figura . Por ejemplo, el switch Catalyst 6500 puede admitir un exceso de 1000 puertos d e switch en un nico dispositivo. Las grandes redes empresariales que admiten muchos miles de dispositivos de red requieren switches modulares de alta densidad para lograr el mejor uso del espac io y de la energa. Sin el uso de un switch modular de alta densidad, la red neces itara muchos switches de configuracin fija para incluir el nmero de dispositivos qu e necesitan acceso a la red. Este enfoque puede consumir muchas tomas de aliment acin elctrica y mucho espacio en el armario. El usuario tambin debe abordar el tema de los cuellos de botella del enlace. Una serie de switches de configuracin fija pueden consumir muchos puertos adicionales para el agregado de ancho de banda entre los switches con el fin de lograr el r endimiento previsto. Con un nico switch modular, el agregado del ancho de banda n o constituye un problema porque el backplane del chasis puede proporcionar el an cho de banda necesario para incluir los dispositivos conectados a las tarjetas d e lnea de puerto del switch. Velocidades de envo

Haga clic en el botn Velocidades de envo en la figura para observar un ejemplo de tasas de reenvo en los switches con diferentes densidades de puerto. Las tasas de reenvo definen las capacidades de procesamiento de un switch mediant e 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 de reenvo. Los switc hes de la capa de entrada presentan tasas de reenvo inferiores que los switches d e la capa empresarial. Es importante considerar las tasas de reenvo cuando se sel ecciona un switch. Si la tasa de reenvo del switch es demasiado baja, no puede in cluir una comunicacin a velocidad de cable completa a travs de todos sus puertos d e 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. Por ejemplo, un switch gigabit con 48 puertos que opera a una velocidad de cable completa ge nera 48 Gb/s de trfico. Si el switch slo admite una tasa de reenvo de 32 Gb/s, no p uede ejecutar la velocidad de cable completa a travs de todos los puertos de form a simultnea. Afortunadamente, es habitual que los switches de la capa de acceso n o necesiten operar a velocidad de cable completa porque se encuentran fsicamente limitados por sus enlaces en la capa de distribucin. Esto permite utilizar switch es menos costosos, de rendimiento inferior en la capa de acceso y switches ms car os pero con un rendimiento superior en la capa de distribucin y en la capa ncleo, en las que la tasa de reenvo es ms importante. Agregado de enlaces Haga clic en el botn Agregado de enlace en la figura. 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. Por ejemplo, considere un puerto Gigabit Ethernet, que transporta hasta 1 Gb/s d e trfico. Si tiene un switch con 24 puertos, con todos los puertos capaces de eje cutar a velocidades de gigabit, podra generar hasta 24 Gb/s de trfico de red. Si e l switch est conectado con el resto de la red a travs de un nico cable de red, pued e slo enviar 1 Gb/s de datos al resto de la red. Debido a la contencin para el anc ho de banda, los datos se enviaran con ms lentitud. El resultado es una velocidad de cable de 1/24 disponible para cada uno de los 24 dispositivos conectados al sw itch. La velocidad de cable describe la tasa mxima y terica de transmisin de datos de una conexin. Por ejemplo, la velocidad de cable de una conexin Ethernet depende de las propiedades fsicas y elctricas del cable, combinadas con la capa ms baja de los protocolos de conexin.

El agregado de enlace ayuda a reducir estos cuellos de botella del trfico al perm itir la unin de hasta ocho puertos de switch para las comunicaciones de datos y a l suministrar hasta 8 Gb/s de rendimiento de datos cuando se utilizan los puerto s Gigabit Ethernet. Con el agregado de enlaces mltiples de 10 Gigabit Ethernet (1 0GbE) en algunos switches de la capa empresarial, es posible lograr tasas de ren dimiento muy altas. Cisco utiliza el trmino EtherChannel cuando describe los puer tos de switch agregados. Como se observa en la figura, se utilizan cuatro puertos separados en los switch es C1 y D1 para crear un EtherChannel de 4 puertos. La tecnologa EtherChannel per mite que un grupo de enlaces fsicos de Ethernet cree un enlace lgico de Ethernet c on el fin de proporcionar tolerancia a fallas y enlaces de alta velocidad entre switches, routers y servidores. En este ejemplo hay un rendimiento equivalente a cuatro veces el de la conexin de nico puerto entre los switches C1 y D2. Funcionalidad de la PoE y de la Capa 3

Otras dos caractersticas que se necesita considerar cuando se selecciona un switc h son la funcionalidad de Power over Ethernet (PoE) y de la Capa 3. Power over Ethernet Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre energa a un dispositiv o por el cableado de Ethernet existente. Como se puede observar en la figura, es ta caracterstica puede utilizarse por medio de los telfonos IP y algunos puntos de acceso inalmbricos. PoE permite mayor flexibilidad al instalar los puntos de acc eso inalmbricos y los telfonos IP porque se los puede instalar en cualquier lugar donde se puede tender un cable de Ethernet. No es necesario considerar cmo sumini strar energa elctrica normal al dispositivo. Slo se debe elegir un switch que admit a PoE si realmente se va a aprovechar esa funcin, porque suma un costo considerab le al switch. Haga clic en el cono del switch para ver los puertos de PoE. Haga clic en el cono del telfono para ver los puertos del telfono. Haga clic en el punto de acceso inalm brico para observar sus puertos. Funciones de la Capa 3 Haga clic en el botn funciones de la Capa 3 en la figura para observar algunas fu nciones de la Capa 3 que pueden aportar los switches en una red jerrquica. Normalmente, los switches operan en la Capa 2 del modelo de referencia OSI, dond e pueden ocuparse principalmente de las direcciones MAC de los dispositivos cone ctados con los puertos del switch. Los switches de la Capa 3 ofrecen una funcion alidad avanzada que se analiza en ms detalle en los captulos posteriores de este c urso. Los switches de la Capa 3 tambin reciben el nombre de switches multicapas.

1.2.3 Caracterstica de switches en una red jerrquica Caractersticas del switch de l a capa de acceso Ahora que conoce qu factores debe considerar al elegir un switch, examinemos qu ca ractersticas se necesitan en cada capa en una red jerrquica. Luego, podr relacionar la especificacin del switch con su capacidad para funcionar como switch de las c apas de acceso, de distribucin o ncleo. Los switches de la capa de acceso facilitan la conexin de los dispositivos de nod o final a la red. Por esta razn, necesitan admitir caractersticas como seguridad d e puerto, VLAN, Fast Ethernet/Gigabit Ethernet, PoE y agregado de enlaces. La seguridad de puerto permite que el switch decida cuntos y qu dispositivos especf icos se permiten conectar al switch. Todos los switches Cisco admiten seguridad de capa de puerto. La seguridad de puerto se aplica en el acceso. En consecuenci a, es una importante

primera lnea de defensa para una red. Aprender acerca de seguridad de puerto en el captulo 2. Las VLAN son un componente importante de una red convergente. El trfico de voz ha bitualmente recibe una VLAN separada. De esta manera, el trfico de voz puede admi tirse con ms ancho de banda, conexiones ms redundantes y seguridad mejorada. Los s witches de la capa de acceso permiten establecer las VLAN para los dispositivos de nodo final en su red. La velocidad de puerto es tambin una caracterstica que se necesita considerar para los switches de la capa de acceso. Segn los requerimientos de rendimiento para s u red, debe elegir entre los puertos de switch Fast Ethernet Fast y Gigabit Ethe rnet. Fast Ethernet permite hasta 100 Mb/s de trfico por puerto de switch. Fast E thernet es adecuada para telefona IP y trfico de datos en la mayora de las redes co merciales. Sin embargo, el rendimiento es ms lento que el de los puertos Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet permite hasta 1000 Mb/s de trfico por puerto de switch . La mayora de los dispositivos modernos, como las estaciones de trabajo, computa doras porttiles y telfonos IP, admite Gigabit Ethernet. Esto permite transferencia s de datos ms eficaces y permite a los usuarios ser ms productivos. Gigabit Ethern et presenta una desventaja: los switches que admiten Gigabit Ethernet son ms cost osos. Otro requerimiento de la caracterstica de algunos switches de capa de acceso es P oE. PoE aumenta drsticamente el precio general del switch en todas las lneas de pr oductos de switches Cisco Catalyst, por lo que slo debe considerarse cuando se ne cesita convergencia de voz o se estn implementando puntos de acceso inalmbricos y es difcil o costoso ponerlos en funcionamiento en la ubicacin deseada. El agregado de enlaces es otra caracterstica comn a la mayora de los switches de ca pa de acceso. El agregado de enlaces permite que el switch utilice enlaces mltipl es simultneamente. Los switches de capa de acceso se benefician con el agregado d e enlaces cuando se agrega ancho de banda hasta los switches de capa de distribu cin. Debido a que la conexin de enlace entre el switch de capa de acceso y el switch d e capa de distribucin es en general el cuello de botella en la comunicacin, la tas a interna de reenvo de los switches de capa de acceso no necesita ser tan alta co mo el enlace entre los switches de capa de distribucin y los de capa de acceso. L as caractersticas como la tasa interna de

envo no ofrecen problemas para los switches de capa de acceso porque slo manejan e l trfico desde los dispositivos finales y lo reenvan a los switches de capa de dis tribucin. En una red convergente que admite trfico de red de datos, voz y video, los switch es de capa de acceso necesitan admitir QoS para mantener la prioridad del trfico. Los telfonos IP Cisco son tipos de equipos que se hallan en la capa de acceso. C uando se conecta un telfono IP Cisco a un puerto del switch de capa de acceso con figurado para admitir trfico de voz, ese puerto del switch indica al telfono IP cmo enviar su trfico de voz. Es necesario permitir QoS en los switches de capa de ac ceso para que el trfico de voz del telfono IP tenga prioridad, por ejemplo, sobre el trfico de datos. Caractersticas del switch de la capa de distribucin Los switches de la capa de distribucin desempean una funcin muy importante en la re d. Recopilan los datos de todos los switches de capa de acceso y los envan a los switches de capa ncleo. Aprender ms adelante en este curso que el trfico generado en la Capa 2 en una red conmutada necesita ser administrado o segmentado en las VL AN para no consumir ancho de banda de forma innecesaria a travs de la red. Los sw itches de capa de

distribucin proporcionan funciones de enrutamiento entre las VLAN, para que una V LAN pueda comunicarse con otra en la red. Habitualmente, este enrutamiento se pr oduce en la capa de distribucin porque los switches de capa de distribucin present an capacidades de procesamiento ms altas que los switches de capa de acceso. Los switches de capa de distribucin reducen la necesidad de que los switches ncleo rea licen la tarea, debido a que el ncleo est ocupado con el manejo del reenvo de volmen es muy altos de trfico. Debido a que el enrutamiento entre las VLAN se realiza en la capa de distribucin, los switches en esta capa necesitan admitir las funcione s de la Capa 3. Polticas de seguridad Otro motivo por el que se necesita la funcionalidad de la Capa 3 para los switch es de capa de distribucin obedece a las polticas de seguridad avanzada que pueden aplicarse al trfico de red. Se utilizan listas de acceso para controlar cmo fluye el trfico a travs de la red. Una Lista de control de acceso (ACL) permite que el s witch impida ciertos tipos de trfico y autorice otros. Las ACL tambin permiten con trolar qu dispositivos de red pueden comunicarse en la red. El uso de las ACL es un procesamiento intensivo porque el switch necesita inspeccionar cada paquete y observar si coincide con una de las reglas de la ACL definida en el switch. Se realiza la inspeccin en la capa de distribucin porque los switches en esta capa ha bitualmente tienen capacidad de procesamiento como para manejar la carga adicion al y tambin dicha capa simplifica el uso de las ACL. En vez de utilizar las ACL p ara cada switch de capa de acceso en la red, las mismas se definen en los switch es de capa de distribucin, que son menos y hacen que la administracin de las ACL s ea ms fcil. Calidad de servicio Los switches de capa de distribucin tambin necesitan admitir QoS para mantener la prioridad del trfico que proviene de los switches de capa de acceso que implement aron QoS. Las polticas de prioridad aseguran que se garantice el ancho de banda a decuado para las comunicaciones de audio y video a fin de mantener una calidad a ceptable del servicio. Para mantener la prioridad de los datos de voz a travs de la red, todos los switches que envan datos de voz deben admitir QoS; si la totali dad de los dispositivos de la red no admite QoS, sus beneficios se reducen. Esto produce rendimiento y calidad deficientes en las comunicaciones de video.

Los switches de capa de distribucin tienen alta demanda en la red debido a las fu nciones que desempean. Es importante que los switches de distribucin admitan redun dancia para una disponibilidad adecuada. La prdida de un switch de capa de distri bucin podra afectar en gran medida al resto de la red porque todo el trfico de capa de acceso pasa a travs de los switches de capa de distribucin. Normalmente, los s witches de capa de distribucin se implementan en pares para asegurar la disponibi lidad. Adems, se recomienda que los switches de capa de distribucin admitan fuente s de energa mltiples, intercambiables en caliente. La disposicin de ms de una fuente de energa permite que el switch contine operando incluso si una de las fuentes de energa fall durante el funcionamiento. Si posee fuentes de energa intercambiables en caliente, puede cambiar una fuente de energa que falla mientras el switch se e st ejecutando. Esto permite reparar el componente con fallas sin afectar la funci onalidad de la red. Finalmente, los switches de capa de distribucin necesitan admitir el agregado de enlaces. Habitualmente, los switches de capa de acceso utilizan enlaces mltiples para conectarse a un switch de capa de distribucin para asegurar el adecuado anch o de banda y as adaptar el trfico generado en la capa de acceso y aportar toleranc ia ante fallas en caso de que se pierda un enlace. Debido a que los switches de capa de distribucin aceptan el trfico entrante de mltiples switches de capa de acce so, necesitan enviar todo ese trfico tan rpido como sea posible a los switches de capa ncleo. Como resultado, los switches de capa de distribucin tambin necesitan en laces agregados de un alto ancho de banda de regreso a los switches de capa ncleo . Los switches ms nuevos de capa de distribucin admiten enlaces agregados de 10 Gi gabit Ethernet (10GbE) en los switches de capa ncleo.

Caractersticas del 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 tasa de ree nvo requerida depende en gran medida del nmero de dispositivos que participan en l a red. Determine su tasa de reenvo necesaria mediante la realizacin y el examen de varios informes de flujo de trfico y anlisis de las comunidades de usuarios. En b ase a sus resultados, puede identificar un switch apropiado para admitir la red. Tome la precaucin de evaluar sus necesidades para el presente y el futuro cercan o. Si opta por un switch inadecuado para ejecutar el ncleo de la red, enfrentar lo s problemas potenciale con cuellos de botella en el ncleo y contribuir a que todas las comunicaciones en la red se vuelvan ms lentas. Agregado de enlaces

La capa ncleo tambin necesita admitir el agregado de enlaces para asegurar el anch o de banda adecuado que ingresa al ncleo proveniente de los switches de capa de d istribucin. Los switches de capa de distribucin deben tener soporte para conexione s agregadas de 10GbE, que en la actualidad es la opcin de conectividad Ethernet d isponible de mayor velocidad. Esto permite que los correspondientes switches de capa de distribucin distribuyan el trfico con la mayor eficiencia posible al ncleo. Redundancia La disponibilidad de la capa ncleo es tambin esencial para crear tanta redundancia como se pueda. Normalmente, la redundancia de la Capa 3 presenta una convergenc ia ms veloz que la redundancia de la Capa 2 en caso de falla del hardware. La con vergencia en este contexto hace referencia al tiempo que le consume a la red la adaptacin a un cambio y no debe confundirse con una red convergente que admite co municaciones de datos, audio y video. Con ese concepto en mente, necesita asegur arse de que sus switches de capa ncleo admiten las funciones de la Capa 3. Un anli sis completo sobre las implicaciones de la redundancia de la Capa 3 excede el al cance de este curso. La necesidad de redundancia de la Capa 2 en este contexto c ontina siendo una cuestin pendiente. La redundancia de la Capa 2 se examina en el captulo 5, donde se trata el protocolo spanning tree (STP). Adems, busque los swit ches de capa ncleo que admiten las caractersticas de redundancia del hardware adic ional como fuentes de energa redundante que pueden intercambiarse mientras el swi tch contina funcionando. Debido a la alta carga de trabajo que transportan los sw itches de capa ncleo, tienden a funcionar con ms temperatura que los switches de c apa de acceso o de distribucin, y entonces deben contar con opciones de refrigera cin ms sofisticadas. Muchos switches verdaderos con capacidad de capa ncleo present an la habilidad de intercambiar ventiladores de refrigeracin sin necesidad de apa gar el switch. Por ejemplo, sera perjudicial apagar un switch de capa ncleo para cambiar una fuen te de energa o un ventilador en la mitad del da cuando el uso de la red est en su mx imo punto. Para realizar un reemplazo de hardware se podra considerar una interru pcin de la red de al menos 5 minutos si se es muy veloz para realizar el mantenim iento. En una situacin ms realista, el switch podra estar desconectado durante 30 m inutos o ms y es probable que esta situacin no sea aceptable. Con hardware interca mbiable en caliente no se realizan interrupciones durante el mantenimiento de lo s switches. QoS es una parte importante de los servicios prestados por los switches de capa ncleo. Por ejemplo, los prestadores de servicios (que suministran IP, almacenamie nto de datos, correo electrnico y otros servicios) y las Redes de rea extensa (WAN ) de las empresas, estn adicionando mayor trfico de voz y video a una cantidad de trfico de datos en crecimiento.

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 el trfico de menor sensib ilidad a los tiempos como las transferencias de archivos o el correo electrnico. Debido a que el acceso a la WAN de alta velocidad es con frecuencia extremadamen te costoso, la suma de ancho de banda en la capa ncleo no es una opcin. Ya que QoS proporciona una solucin basada en software para priorizar el trfico, los switches de capa ncleo pueden suministrar una manera rentable de admitir uso ptimo y difer enciado del ancho de banda existente 1.2.4 Switches para pequeas y medianas empresas.(SMB) Caractersticas de los switch es Cisco Catalyst Ahora que conoce qu caractersticas de los switches se utilizan en qu capa en una re d jerrquica, aprender acerca de los switches Cisco que son aplicables para cada ca pa en un modelo de red jerrquica. Actualmente, no se puede seleccionar un switch Cisco teniendo en cuenta slo el tamao de una empresa. Una empresa pequea con 12 emp leados podra estar integrada en la red de una empresa multinacional y requerir to dos los servicios de LAN avanzados disponibles en la oficina central corporativa . La siguiente clasificacin de los switches Cisco dentro de un modelo de redes je rrquicas representa un punto de partida para sus decisiones con respecto a qu swit ch es mejor para una aplicacin dada. La clasificacin presentada refleja cmo podra ve r el rango de los switches Cisco si fuese una empresa multinacional. Por ejemplo , las densidades de los puertos del switch Cisco 6500

slo tienen sentido como un switch de capa de acceso en el que existen muchos cien tos de usuarios en un rea, como el piso de una bolsa de valores. Si considera las necesidades de una empresa mediana, un switch que se muestra como un switch de capa de acceso, por ejemplo, el switch Cisco 3560, podra utilizarse como un switc h de capa de distribucin si cumpliese los criterios determinados por el diseador d e red para esa aplicacin. Cisco tiene siete lneas de productos de switches. Cada lnea de producto ofrece dif erentes caractersticas y funciones, que permiten hallar el switch correcto que cu mpla con los requerimientos funcionales de su red. Las lneas de productos de swit ches de Cisco son: Catalyst Express 500 Catalyst 2960 Catalyst 3560 Catalyst 3750 Catalyst 4500 Cat alyst 4900 Catalyst 6500 Catalyst Express 500 Catalyst Express 500 es el switch de capa de entrada de Cisco. Ofrece lo siguien te: Tasas de reenvo desde 8,8 Gb/s a 24 Gb/s Seguridad de puerto de la Capa 2 Adminis tracin basada en Web

Soporte de comunicaciones de datos convergentes/IP Esta serie de switches es apropiada para las implementaciones de la capa de acce so en las que no se requiere una densidad alta de puerto. Los switches de la ser ie Cisco Catalyst Express 500 son escalados para mbitos de pequeas empresas con un nmero de empleados que oscila entre 20 y 250. Los switches de la serie Catalyst Express 500 se encuentran disponibles en diferentes configuraciones fijas. Conectividad Fast Ethernet y Gigabit Ethernet Hasta 24 puertos de 10/100 con PoE opcional 12 puertos de 10/100/1000 Los switches de la serie Catalyst Express 500 no permiten administracin mediante IOS CLI de Cisco. Se administran con el uso de la interfaz de administracin de We b incorporada, Cisco Network Assistant o el nuevo Cisco Configuration Manager de sarrollados especficamente para los switches de la serie Catalyst Express 500. Ca talyst Express no admite acceso a la consola. Para obtener ms informacin acerca de la serie Cisco Express 500 de switches, visit e http://www.cisco.com/en/US/products/ps6545/index.html. Catalyst 2960 Los switches de la serie Catalyst 2960 habilitan a las redes de capa de entrada de empresas medianas y de sucursales para prestar servicios de LAN mejorados. Lo s switches de la serie Catalyst 2960 son apropiados para las implementaciones de la capa de acceso en las que el acceso a la fuente de energa y al espacio es lim itado. Los laboratorios de Conmutacin de LAN e Inalmbrico de CCNA Exploration 3 se basan en las caractersticas del switch Cisco 2960.

Los switches de la serie Catalyst 2960 ofrecen lo siguiente: Tasas de reenvo de 16 Gb/s a 32 Gb/s Switching de capas mltiples Caractersticas de QoS para admitir comunicaciones IP Listas de control del acceso (ACL) Conectivid ad Fast Ethernet y Gigabit Ethernet Hasta 48 puertos de 10/100 o puertos de 10/1 00/1000 con enlaces gigabit adicionales de doble propsito La serie Catalyst 2960 de switches no admite PoE. La serie Catalyst 2960 admite Cisco IOS CLI, interfaz de administracin de Web int egrada y Cisco Network Assistant. La serie de switches admite acceso de consola y auxiliar al switch. Para obtener ms informacin acerca de la serie Catalyst 2960 de switches, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/ps6406/index.html. Catalyst 3560 La serie Cisco Catalyst 3560 es una lnea de switches de clase empresarial que inc luyen soporte para PoE, QoS y caractersticas de seguridad avanzada como ACL. Esto s switches son los switches de capa de acceso ideales para acceso a la LAN de pe queas empresas o mbitos de redes convergentes de sucursales.

La serie Cisco Catalyst 3560 admite tasas de reenvo de 32 Gb/s a 128 Gb/s (serie de switches Catalyst 3560-E). Los switches de la serie Catalyst 3560 se encuentran disponibles en diferentes c onfiguraciones fijas: Conectividad Fast Ethernet y Gigabit Ethernet Hasta 48 puertos de 10/100/1000, ms cuatro puertos pequeos de factor de forma enchufables (SFP) Conectividad opciona l de 10 Gigabit Ethernet en los modelos Catalyst 3560-E PoE integrada opcional ( Cisco pre estndar y IEEE 802.3af); hasta 24 puertos con 15,4 vatios o 48 puertos con 7,3 vatios Para obtener ms informacin acerca de la serie de switches Catalyst 3560, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/ps5528/index.html. Catalyst 3750 La serie de switches Cisco Catalyst 3750 es ideal para los switches de capa de a cceso en organizaciones medianas y en sucursales empresariales. Esta serie ofrec e tasas de reenvo de 32 Gb/s a 128 Gb/s (serie de switches Catalyst 3750-E). La s erie Catalyst 3750 admite la tecnologa StackWise de Cisco. La tecnologa StackWise permite interconectar hasta nueve switches fsicos Catalyst 3750 en un switch lgico con el uso de una conexin backplane, redundante, de alto rendimiento (32 Gb/s). Los switches de la serie Catalyst 3750 se encuentran disponibles en diferentes c onfiguraciones fijas apilables:

Conectividad Fast Ethernet y Gigabit Ethernet Hasta 48 puertos de 10/100/1000, ms cuatro puertos SFP Conectividad opcional de 10 Gigabit Ethernet en los modelos Catalyst 3750-E PoE integrada opcional (Cisco preestndar y IEEE 802.3af); hasta 2 4 puertos con 15,4 vatios o 48 puertos con 7,3 vatios Para obtener ms informacin acerca de la serie de switches Catalyst 3750, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/ps5023/index.html. Catalyst 4500 Catalyst 4500 es la primera plataforma de switching modular de rango mediano que ofrece switching de multicapas para empresas, pequeas o medianas compaas y prestad ores de servicios. Con tasas de reenvo de hasta 136 Gb/s, la serie Catalyst 4500 puede administrar e l trfico a la capa de distribucin. La capacidad modular de la serie Catalyst 4500 permite densidades de puerto muy altas mediante el agregado de tarjetas de lneas del puerto de switches a su chasis modular. La serie Catalyst 4500 ofrece QoS de multicapas y funciones de enrutamiento sofisticadas. Los switches de la serie Catalyst 4500 se encuentran disponibles en diferentes c onfiguraciones modulares: El chasis modular de 3, 6, 7 y 10 ranuras ofrece diferentes capas de escalabilid ad

Alta densidad de puerto: hasta 384 puertos Fast Ethernet o Gigabit Ethernet disp onibles en cobre o fibra con 10 enlaces Gigabit PoE (Cisco preestndar y IEEE 802. 3af) suministros de energa AC o DC interna, dual, intercambiable en caliente Capa cidades de enrutamiento IP avanzadas asistidas por hardware Para obtener ms informacin acerca de la serie de switches Catalyst 4500, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/ps4324/index.html. Catalyst 4900 Los switches de la serie Catalyst 4900 estn diseados y optimizados para el switchi ng del servidor al permitir tasas de reenvo muy altas. Cisco Catalyst 4900 no es un switch tpico de la capa de acceso. Es un switch especial de la capa de acceso diseado para implementaciones del centro de datos en donde es posible que haya mu chos servidores cercanos. La serie de switches admite suministros de energa redun dante y dual adems de ventiladores que se pueden intercambiar mientras el switch se est ejecutando. Esto permite que los switches logren una disponibilidad superi or, que es esencial en las implementaciones de centros de datos. Los switches de la serie Catalyst 4900 admiten caractersticas avanzadas de QoS y se convierten en los candidatos ideales para el hardware de telefona IP de extrem o posterior. Los switches de la serie Catalyst 4900 no admiten la caracterstica S tackWise de la serie Catalyst 3750 ni admiten PoE. Los switches de la serie Catalyst 4900 se encuentran disponibles en diferentes c onfiguraciones fijas:

Hasta 48 puertos de 10/100/1000 con cuatro puertos SFP 48 puertos de 10/100/1000 con dos puertos de 10GbE Suministros de energa AC o DC dual, intercambiable en c aliente Bandejas de ventiladores intercambiables en caliente Para obtener ms informacin acerca de la serie de switches Catalyst 4900, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/ps6021/index.html. Catalyst 6500 El switch modular de la serie Catalyst 6500 se optimiza para redes seguras, conv ergentes de voz, video y datos. Catalyst 6500 puede administrar el trfico en las capas de distribucin y ncleo. La serie Catalyst 6500 es el switch de Cisco de ms al to rendimiento, que admite tasas de reenvo de hasta 720 Gb/s. Catalyst 6500 es id eal para mbitos de redes muy grandes hallados en empresas, compaas medianas y prest adores de servicios. Los switches de la serie Catalyst 6500 se encuentran disponibles en diferentes c onfiguraciones modulares: Chasis modular de 3, 4, 6, 9 y 13 ranuras Mdulos de servicio de LAN/WAN Dispositi vos PoE hasta 420 IEEE 802.3af de Clase 3 (15,4W) Hasta 1152 puertos de 10/100, 577 puertos de 10/100/1000, 410 puertos SFP Gigabit Ethernet 64 puertos de 10 Gi gabit Ethernet Suministros de energa AC o DC internos, duales, intercambiables en caliente Capacidades de enrutamiento IP avanzadas, asistidas por hardware

Para obtener ms informacin acerca de la serie de switches Catalyst 6500, visite ht tp://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/ps708/index.html La siguiente herramienta puede ayudarlo a identificar el switch correcto para un a implementacin: http://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/products_promoti on0900aecd8050364f .html La siguiente gua aporta una comparacin detallada de las ofertas actuales de switch es de Cisco: http://www.cisco.com/en/US/prod/switches/ps5718/ps708/networking_so lutions_products_ genericcontent0900aecd805f0955.pdf.

1.4 Resumen del capitulo 1.4.1 Resumen del captulo. En este captulo analizamos el modelo de diseo jerrquico. La implementacin de este modelo mejora el rendimiento, l a escalabilidad, la disponibilidad, la facilidad de administracin y la capacidad de mantenimiento de la red. Las topologas de redes jerrquicas facilitan la converg encia de la red mediante la mejora necesaria del rendimiento para que los datos de voz y video se combinen en la red de datos existente.

Se utilizan los anlisis de flujo de trfico, de comunidades de usuarios, de medios de almacenamiento de datos, de ubicacin del servidor y del diagrama de topologa pa ra ayudar a identificar los cuellos de botella de la red. Luego, es posible abor dar los cuellos de botella para mejorar el rendimiento de la red y determinar co n exactitud los requerimientos apropiados de hardware para satisfacer el rendimi ento deseado de la red. Se llevaron a cabo investigaciones de las diferentes caractersticas del switch, c omo factor de forma, rendimiento PoE y soporte de la Capa 3 adems de cmo se relaci onan las diferentes capas del diseo de redes jerrquicas. Una variedad de lneas de p roductos de switches Catalyst Cisco se encuentra disponible para admitir cualqui er aplicacin o tamao de la empresa. 2 Configuracin y conceptos bsicos de switch 2.0 Introduccin del capitulo 2.0.1 Intr oduccin del capitulo En este captulo, el estudiante se basar en los conocimientos a dquiridos en CCNA Exploration 4.0: Aspectos bsicos de redes, para repasar y refor zar dichos conocimientos mediante actividades de prctica exhaustiva. Adquirir cono cimientos sobre ciertas amenazas malintencionadas para los switches y aprender a activar un switch con una

configuracin inicial segura. 2.1 Introduccin de las LAN 802.3/Ethernet 2.1.1 Elementos claves de las redes 802 .3/Ethernet En este tema, se describirn los componentes clave del estndar Ethernet que desempean un importante papel en el diseo y en la implementacin de las redes d e conmutacin. Se analizar cmo funcionan las comunicaciones Ethernet y el papel que desempean los switches en el proceso de comunicacin. CSMA/CD Las seales de Ethernet se transmiten a todos los hosts que estn conectados a la LA N mediante un conjunto de normas especiales que determinan cul es la estacin que p uede tener acceso a la red. El conjunto de normas que utiliza Ethernet est basado en la tecnologa de acceso mltiple por deteccin de portadora y deteccin de colisione s (CSMA/CD) IEEE. Seguramente recordar de CCNA Exploration: Aspectos bsicos de net working, que CSMA/CD se utiliza solamente con la comunicacin half-duplex que suel e encontrarse en los hubs. Los switches full-duplex no utilizan CSMA/CD. Deteccin de portadora En el mtodo de acceso CSMA/CD Mtodo de acceso, todos los dispositivos de red que t ienen mensajes para enviar deben escuchar antes de transmitir. Si un dispositivo detecta una seal de otro dispositivo, espera un perodo determina do antes de intentar transmitirla.

Cuando no se detecta trfico alguno, el dispositivo transmite su mensaje. Mientras se produce dicha transmisin, el dispositivo contina atento al trfico o a posibles colisiones en la LAN. Una vez enviado el mensaje, el dispositivo vuelve al modo de escucha predeterminado. Acceso mltiple Si la distancia entre los dispositivos es tal que la latencia de las seales de un dispositivo supone la no deteccin de stas por parte de un segundo dispositivo, ste tambin podra comenzar a transmitirlas. De este modo, los medios contaran con dos d ispositivos transmitiendo seales al mismo tiempo. Los mensajes se propagan en tod os los medios hasta que se encuentran. En ese momento, las seales se mezclan y lo s mensajes se destruyen: se ha producido una colisin. Aunque los mensajes se daan, la mezcla de seales contina propagndose en todos los medios. Deteccin de colisiones Cuando un dispositivo est en el modo de escucha, puede detectar cuando se produce una colisin en los medios compartidos, ya que todos los dispositivos pueden dete ctar un aumento en la amplitud de la seal que est por encima del nivel normal. Cuando se produce una colisin, los dems dispositivos que estn en el modo de escucha , adems de todos los dispositivos de transmisin, detectan el aumento de amplitud d e la seal. Todos los dispositivos que estn transmitiendo en ese momento lo seguirn haciendo, para garantizar que todos los dispositivos en la red puedan detectar l a colisin. Seal de congestin y postergacin aleatoria Cuando se detecta una colisin, los dispositivos de transmisin envan una seal de cong estionamiento. La seal de congestionamiento avisa a los dems dispositivos acerca d e

la colisin para que stos invoquen un algoritmo de postergacin. La funcin de ste es ha cer que todos los dispositivos detengan su transmisin durante un perodo aleatorio, con lo cual se reducen las seales de colisin. Una vez que finaliza el retraso asignado a un dispositivo, dicho dispositivo reg resa al modo "escuchar antes de transmitir". Un perodo de postergacin aleatorio ga rantiza que los dispositivos involucrados en la colisin no intenten enviar trfico nuevamente al mismo tiempo, lo que provocara que se repita todo el proceso. Sin e mbargo, durante el perodo de postergacin es posible que un tercer dispositivo tran smita antes de que cualquiera de los dos involucrados en la colisin tengan oportu nidad de volver a transmitir. Haga clic en el botn Reproducir para ver la animacin.

Comunicaciones Ethernet Consulte el rea de Comunicaciones Ethernet seleccionada en la figura. Las comunicaciones en una red LAN conmutada se producen de tres maneras: unicast , broadcast y multicast: Unicast: Comunicacin en la que un host enva una trama a un destino especfico. En la transmisin unicast slo existen un emisor y un receptor. La transmisin unicast es e l modo de transmisin predominante en las LAN y en Internet. Algunos ejemplos de t ransmisiones unicast son: HTTP, SMTP, FTP y Telnet. Broadcast: Comunicacin en la que se enva una trama desde una direccin hacia todas l as dems direcciones. En este caso, existe slo un emisor pero se enva la informacin a todos los receptores conectados. La transmisin broadcast es fundamental cuando s e enva el mismo mensaje a todos los dispositivos de la LAN. Un ejemplo de transmi sin broadcast es

la consulta de resolucin de direcciones que enva el protocolo de resolucin de direc ciones (ARP) a todas las computadoras en una LAN. Multicast: Comunicacin en la que se enva una trama a un grupo especfico de disposit ivos o clientes. Los clientes de la transmisin multicast deben ser miembros de un grupo multicast lgico para poder recibir la informacin. Un ejemplo de transmisin m ulticast son las transmisiones de voz y video relacionadas con las reuniones de negocios en conferencia basadas en la red. Trama de Ethernet Haga clic en el botn Trama de Ethernet que se muestra en la figura. El primer curso de la serie, CCNA Exploration: Aspectos bsicos de networking, des cribe la estructura de la trama de Ethernet en forma detallada. Para realizar un breve resumen, la estructura de la trama de Ethernet agrega encabezados y triler s alrededor de la Capa 3 PDU para encapsular el mensaje que debe enviarse. Tanto el triler como el encabezado de Ethernet cuentan con varias secciones (o campos) que el protocolo Ethernet utiliza. La figura muestra la estructura del estndar d e la trama actual de Ethernet, versin revisada IEEE 802.3 (Ethernet). Desplace el mouse sobre los nombres de los campos para ver las descripciones. Campos Prembulo y Delimitador de inicio de trama Loa campos Prembulo (7 bytes) y Delimitador de inicio de trama (SFD) (1 byte) se utilizan para la sincronizacin entre los dispositivos emisores y receptores. Esto s primeros 8 bytes de la trama se emplean para captar la atencin de los nodos rec eptores. Bsicamente, los primeros bytes sirven para que los receptores se prepare n para recibir una nueva trama.

Campo Direccin MAC de destino El campo Direccin MAC de destino (6 bytes) es el identificador del receptor desea do. La Capa 2 utiliza esta direccin para ayudar a que un dispositivo determine si la trama est dirigida a l. Se compara la direccin de la trama con la direccin MAC d el dispositivo. Si coinciden, el dispositivo acepta la trama. Campo Direccin MAC origen El campo Direccin MAC de origen (6 bytes) identifica la NIC o interfaz que origin a la trama. Los switches utilizan esta direccin para agregar dicha interfaz a sus tablas de bsqueda. Campo Longitud/tipo El campo Longitud/Tipo (2 bytes) define la longitud exacta del campo Datos de la trama. Este campo se utiliza ms adelante como parte de la Secuencia de verificac in de trama (FCS) con el objeto de asegurar que se haya recibido el mensaje de ma nera adecuada. Aqu se puede ingresar solamente el tipo o la longitud de una trama . Si el objetivo de un campo es designar un tipo, el campo Tipo describe cul es e l protocolo que se implementa. Cuando un nodo recibe una trama y el campo Tipo/L ongitud designa un tipo, el nodo determina qu protocolo de capa superior est prese nte. Si el valor de los dos octetos es igual o mayor que el hexadecimal de 0x060 0 o decimal de 1536, el contenido del campo Datos se descifra segn el protocolo i ndicado. Si el valor de dos bytes es menor que 0x0600, entonces el valor represe nta la longitud de los datos de la trama. Campos Datos y Relleno Los campos Datos y Relleno (de 46 a 1500 bytes) contienen la informacin encapsula da de una capa superior, que es una PDU de Capa 3 genrica, o, ms comnmente, un paqu ete de IPv4. Todas las tramas deben tener una longitud mnima de 64 bytes (longitu d mnima que

colabora en la deteccin de colisiones). Si se encapsula un paquete menor, el camp o Relleno se utiliza para incrementar el tamao de la trama hasta alcanzar el tamao mnimo. Campo Secuencia de verificacin de trama El campo FCS (4 bytes) detecta errores en una trama. Utiliza una comprobacin de r edundancia cclica (CRC). El dispositivo emisor incluye los resultados de la CRC e n el campo FCS de la trama. El dispositivo receptor recibe la trama y genera una CRC para buscar errores. Si los clculos coinciden, no se ha producido ningn error . Si los clculos no coinciden, la trama se descarta. Direccin MAC Haga clic en el botn Direccin MAC que se muestra en la figura. En CCNA Exploration: Aspectos bsicos de networking, aprendi sobre la direccin MAC. Una direccin Ethernet MAC es un valor binario de 48 bits que se compone de dos pa rtes y se expresa como 12 dgitos hexadecimales. Los formatos de las direcciones p ueden ser similares a 00-05-9A-3C-78-00, 00:05:9A:3C:78:00 0005.9A3C.7800. Todos los dispositivos conectados a una LAN Ethernet tienen interfaces con direc ciones MAC. La NIC utiliza la direccin MAC para determinar si deben pasarse los m ensajes a las capas superiores para su procesamiento. La direccin MAC est codifica da de manera permanente dentro de un chip ROM en una NIC. Este tipo de direccin M AC se denomina direccin grabada (BIA, Burned In Address). Algunos fabricantes per miten que se modifiquen las direcciones MAC de manera local. La direccin MAC se c ompone del identificador exclusivo de organizacin (OUI) y del nmero de asignacin de l fabricante. Desplace el mouse sobre los nombres de los campos para ver las descripciones.

Identificador Exclusivo de Organizacin El OUI es la primera parte de una direccin MAC. Tiene una longitud de 24 bits e i dentifica al fabricante de la tarjeta NIC. El estndar IEEE regula la asignacin de los nmeros de OUI. Dentro del OUI, existen 2 bits que slo tienen significado cuand o se utilizan en la direccin de destino, como se describe a continuacin: Bit multicast o broadcast: Indica a la interfaz receptora que la trama est destin ada a un grupo o a todas las estaciones finales del segmento de la LAN. Bit de direcciones administrado de manera local: Si la direccin MAC asignada por el fabricante puede modificarse en forma local, ste es el bit que debe configurar se. Nmero de asignacin del fabricante La parte de la direccin MAC asignada por el fabricante es de 24 bits de longitud e identifica exclusivamente el hardware de Ethernet. Puede ser una BIA o bien co n el bit modificado en forma local mediante software.

Configuracin de Duplex

Se utilizan dos tipos de parmetros duplex para las comunicaciones en una red Ethe rnet: half duplex y full duplex. La figura muestra los dos parmetros dplex que estn disponibles en los equipos de red modernos. Half Duplex: La comunicacin half-duplex se basa en un flujo de datos unidireccion al en el que el envo y la recepcin de datos no se producen al mismo tiempo. Esto e s similar a la funcin de las radios de dos vas o dos walki-talkies en donde una so la persona puede hablar a la vez. Si una persona habla mientras lo hace la otra, se produce una colisin. Por ello, la comunicacin half-duplex implementa el CSMA/C D con el objeto de reducir las posibilidades de que se produzcan colisiones y de tectarlas en caso de que se presenten. Las comunicaciones half-duplex presentan problemas de funcionamiento debido a la constante espera, ya que el flujo de dat os slo se produce en una direccin a la vez. Las conexiones half-duplex suelen vers e en los dispositivos de hardware ms antiguos, como los hubs. Los nodos que estn c onectados a los hubs y que comparten su conexin con un puerto de un switch deben funcionar en el modo half-duplex porque las computadoras finales tienen que tene r la capacidad de detectar las colisiones. Los nodos pueden funcionar en el modo halfduplex si la tarjeta NIC no puede configurarse para hacerlo en full duplex. En este caso, el puerto del switch tambin adopta el modo half-duplex predetermin ado. Debido a estas limitaciones, la comunicacin full-duplex ha reemplazado a la half duplex en los elementos de hardware ms modernos. Full duplex: En las comunicaciones full-duplex el flujo de datos es bidirecciona l, por lo tanto la informacin puede enviarse y recibirse al mismo tiempo. La capa cidad bidireccional mejora el re