Chapter1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public
ITE PC v4.0
Chapter 1 1
DISEÑO LAN
CONMUTACION Y CONEXION
INALAMBRICA DE LAN
CAPITULO 1

ITE PC v4.0
Chapter 1 2© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public
INTRODUCCION
 Un factor determinante en el desempeño de redes es el
diseño
–Dimensionamiento
–Especificaciones de equipos
–Modelo jerárquico de la red
 Principios de switching
–VLAN´s
–Seguridades
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ITE PC v4.0
MODELO JERARQUICO DE RED
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Administración y expansión de la red
División de la red en capas independientes
Diseño modular
Escalabilidad y rendimiento

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CAPA DE ACCESO
 Aporta un medio de conexión de los dispositivos a la
red
–Controla qué dispositivos pueden comunicarse.
 Interfaz con dispositivos finales: PC´s, impresoras,
teléfonos IP, etc.
–Brinda acceso al resto de la red.
 Puede incluir routers, switches, puentes, hubs y puntos
de acceso inalámbricos.
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ITE PC v4.0
CAPA DE
DISTRIBUCION
 Concentra los datos de la capa de acceso para enviarlos
a la capa de CORE, para que sean entregados al destino
final.
 Aplica políticas para controlar el flujo de tráfico de la red.
–Esquematiza los dominios de broadcast (VLAN´s) y el
enrutamiento entre ellas.
 Las VLAN segmentan el tráfico sobre un switch en
subredes separadas.
 Los switches de esta capa son dispositivos que
garantizan la fiabilidad de la red mediante disponibilidad y
redundancia
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CAPA DE NUCLEO
 Backbone de alta velocidad
 Proporciona la interconectividad entre los dispositivos de la
capa de distribución.
–Infraestructura redundante
 Conexión a los recursos de Internet.
 Modelo de núcleo colapsado.- Se combinan la capa de
distribución y la capa núcleo en una capa.
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DISEÑO FISICO
 El modelo jerárquico simplifica la identificación de la
infraestructura
–Los recursos se encuentran en un piso y los usuarios en otro
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BENEFICIOS DE LA RED JERAQUICA
 ESCALABILIDAD
–Asegura el crecimiento de la red
–Cuando se adicionan equipos en una capa, es necesario crecer en las capas
superiores para adaptar o manejar de forma optima la carga de los nuevos
switches.
–2 switches de la capa de distribución por cada 10 switches de la capa de
acceso
 REDUNDANCIA
–Disponibilidad factor crítico cuando crece la red
–Switches de la capa de acceso se conectan con más de un switch “diferentes”
de la capa de distribución.
•Lo mismo sucede entre los switches de la capa de distribución con los de
la capa de núcleo.
–La redundancia de enlaces no se aplica a los equipos terminal. Cuando un
equipo falla el servicio de la red continúa
 PERFORMANCE (DESEMPEÑO)
–Transferencia de información sobre enlaces de alta velocidad, evitando el paso
por equipos de bajo rendimiento
–Las capas de distribución y núcleo normalmente mantienen alto troughput
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ITE PC v4.0
BENEFICIOS DE LA RED JERAQUICA
 SEGURIDAD
–Los switches de la capa de acceso pueden ser configurados con algunos de
sus puertos como seguros (port security), para controlar a los dispositivos que
se pueden conectar a la red
–En la capa de distribución se podría controlar los accesos a aplicaciones,
mediante políticas, por lo que los equipos deben soportar los protocolos de las
aplicaciones que se van a restringir.
 ADMINISTRACION
–Sencilla, uniforme y centralizada entre los equipos de cada capa
–Facilita la documentación de la red porque presumiblemente todos los equipos
de una misma capa ejecutan funciones similares
 MANTENIMIENTO
–La modularidad permite ejecutar las tareas de mantenimiento
–La división en capas facilita el mantenimiento
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ITE PC v4.0
PRINCIPIOS DE DISEÑO: MODELO
JERAQUICO
 DIAMETRO DE RED
–Número de dispositivos
que tiene que atravesar
un paquete hasta llegar
al destino
–Mientras más bajo sea
mejora la latencia de la
red
–El diámtro entre PC1 y
PC3 es 6
–Los switches conmutan
en función de las MAC´s 10

ITE PC v4.0
JERAQUICO
 ANCHO DE BANDA AGREGADO
–Forman enlaces agregados: agrupación de puertos entre switches
para ampliar el troughput de la red.
–Cisco cuenta con la tecnología de agregado de enlaces conocida
como EtherChannel. 11

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JERAQUICO
 ENLACES REDUNDANTES
–Permite disponer una red de alta disponibilidad
–Los enlaces redundantes pueden ser hechos entre dispositivos de
diferentes capas
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RED CONVERGENTE
 Combinación de voz,
video y datos en una red
 EQUIPOS HEREDADOS
–Incremento de costos en
los equipos
–La convergencia tiene
relación directa con QoS,
pues la voz y el video
requieren mayor
priorización
–Los equipos heredados
obstaculizan la
convergencia de servicios
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ITE PC v4.0
RED CONVERGENTE
 Redes separadas
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ITE PC v4.0
RED CONVERGENTE
 AVANCES TECNOLOGICOS
–Los costos de tecnología cada vez
tienden a la baja
–Dificultad por inversiones
realizadas en voz, video y datos
por separado
•La convergencia disminuye los
costos en administración
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ITE PC v4.0
RED CONVERGENTE
 NUEVAS OPCIONES
–Aparición de servicios que no
estaban disponibles en redes
separadas
–Acceso a servicios sin la
necesidad de costos equipos
(video conferencia, etc.)
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TAREA
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CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
JERARQUICO - SWITCHES
 ANALISIS DEL FLUJO DE TRAFICO
–Antes de seleccionar el switch respectivo para cada una de las
capas, es indispensable conocer el flujo de tráfico que tendrá la
red
–Considerar un margen de crecimiento
•Usuarios, dispositivos y servicios
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ITE PC v4.0
 ANALISIS DEL FLUJO DE TRAFICO
–Medida del ancho de banda que utiliza la red
•Para propósitos de afinamiento de las características tanto
de hardware, software de los equipos
–La forma manual de medir la utilización del ancho de banda es
monitoreando la utilización de cada puerto
–El tráfico en una red no es uniforme y existen picos de tráfico,
por lo que es ideal considerar estos picos en el diseño
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ITE PC v4.0
 HERRAMIENTAS PARA ANALISIS
–Soluciones de software que almacena las mediciones del
tráfico en bases de datos
–Lista de herramientas comerciales:
•http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/nmp/netflo
w/partners/commercial/index.shtml.
–Lista de algunas herramientas freeware:
•http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/nmp/netflo
w/partners/freeware/index.shtml.
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ITE PC v4.0
 COMUNIDAD DE USUARIOS
–Agrupamiento de usuarios en
grupos y analizar como el tráfico
impacta en el desempeño de la
red
–Agrupamiento de usuarios en
función de las aplicaciones que
utilizan
–Planificar el crecimiento de la red
(densidad de puertos en los
switches), considerando
estadísticas de crecimiento de
empleados y aplicaciones de
hasta 5 años atrás.
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ITE PC v4.0
 ALMACENAMINETO DE
DATOS Y ANALISIS DE
SERVIDORES
–Analizar el impacto de la
ubicación de los dispositivos de
almacenamiento de la red
•Servidores
•SAN.- Storage Area Network
(Area de almacenamiento de
red)
•NAS.- Network Attached
Storage (Almacenamiento
adjunto de red)
•Cintas de backup
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ITE PC v4.0
 DIAGRAMAS TOPOLOGICOS
–Gráfico de la estructura de la red
•Interconexión de todos los
witches
•Muestra los enlaces,
incluyendo los redundantes
•Densidad de los equipos y
comunidad de usuarios
–Se dificulta obtener los
diagramas topológicos cuando no
se ha participado en el diseño de
la red
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ITE PC v4.0
ESPECIFICACONES DE SWITCHES
 FACTORES DE FORMA
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ITE PC v4.0
 FACTORES DE FORMA
–Tipos de switches
•Modulares
–Mayor flexibilidad en la configuración
–Asociados con el tamaño del chasis para la adición de
tarjetas de línea (tarjetas de puertos)
•Stackables (Apilables)
–Switches conectados a la velocidad de backplane,
mediante un cable del mismo nombre
–Cisco mantiene la tecnología StackWise, permite conectar
hasta 9 switches
–Los swithces con stack operan como si fuese uno
•Fijos
–Configuración fija sin opciones de crecimiento
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ITE PC v4.0
 DENSIDAD DE PUERTOS
–Considerar el número de
usuarios y los enlaces con la
red
–Normalmente existen equipos
de hasta 48 puertos, con la
opción de crecer hasta 4
puertos mediante una tarjeta
small-from factor plugable SFP
–Catalyst 6500 puede admitir
1000 puertos de switch en un
único dispositivo.
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ITE PC v4.0
 VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO
–Velocidad de procesamiento de datos por unidad de tiempo
–Si un switch tiene baja velocidad de procesamiento, todos los
puertos no pueden operar a su capacidad máxima
•Un switch de 48 puertos 1GB, cuya velocidad de
procesamiento sea 32G/s, todos los puertos no podrán rendir
al máximo simultáneamente
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ITE PC v4.0
 AGREGACION DE ENLACES
•Considere un switch de 24 puertos de Giga Ethernet y cada puerto
trabajando a su máxima capacidad, se tendría un flujo de datos de
24 GB/s, si este switch es conectado al resto de la red por un puerto
(1GB/s). Con esta acción el flujo efectivo de tráfico es de 1/24.
•La agregación de enlaces previene este fenómeno, agrupando
hasta 8 puertos de switch para proveer una taza de transmisión de
8 GB/s
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ITE PC v4.0
 POWER OVER ETHERNET
–Es la tecnología usada para enviar 48
voltios DC junto con datos Ethernet en
un cable de 4 pares (UTP) o (STP).
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ITE PC v4.0
 POWER OVER ETHERNET
• Permite tener corriente DC así como datos confiables en
un cableado de LAN existente, sin modificar la estructura
de Ethernet.
• Modelada inicialmente para energizar teléfonos
tradicionales.
• Desarrollada para proveer energía de calidad para
telefonía IP.
• Finalmente expandida para dipositivos de Banda Ancha.
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ITE PC v4.0
 POWER OVER ETHERNET: IEEE 802.3af
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 Aprobado el 12 Junio del 2003
 Compatible con tecnologías familiares:
 RJ-45
 110 (Punch)
 Ethernet
 Categoría 5 y mejor (10/100/1000 BaseT)
 http://www.ieee802.org/3/af/
“Data Terminal Equipment (DTE) Power
Via Media Dependent Interface (MDI)”

ITE PC v4.0
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• POE
• El conector RJ-45 se ha vuelto el primer conector
universal de energía en el mundo.
• No se necesita un adaptador de fuente para cada
disositivo
• Flexibilidad en la colocación de dispositivos de punto
final.
• Liberación de cajetines a/c

ITE PC v4.0
POE
Costo Menor
–Elimina la necesidad de cables A/C
–Se puede utilizar infraestructura que ya existe.
Más Flexible
–Localizar el dispositivo donde su funcionamiento es óptimo.
UPS’s
–Permite el uso de UPS’s para garantizar energía inclusive
cuando haya fallas de la misma.
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ITE PC v4.0
POE
Seguridad
–No existen voltages principales en ningún lugar.
Manejabilidad
–Los dispositivos con PoE y protocolo Simple Network
Management Protocolo (SNMP) pueden ser monitoreados y
controlados remotamente.
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ITE PC v4.0
POE APLICACIONES
Actualmente
• VoIP
• Wireless Access Points
• Cámaras IP
• Controladores de Iluminación
• Relojes
Futuro
• Control de Acceso
• Dispositivos Industriales
• Sensores de Humo y calor
• Laptops, Impresoras, etc…
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ITE PC v4.0
POE: COMO FUNCIONA
Dos Componentes Básicos:
–(PSE) Power Sourcing Equipment: Equipo que provisiona
Energía ubicado en el cuarto de Telecomunicaciones o espacio
similar
–(PD) Powered Device : equipo que recibe y utiliza energía tipo
PoE.
•Ubicado en el área de usuario.
•Ejemplo: Teléfono VoIP, Wireless , Camaras IP
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ITE PC v4.0
Cámara IP
7-10 watts
Teléfono VoIP
3-7 watts
Wireless
Access Point
8-12 watts
POE: COMO FUNCIONA
Cuánto voltaje está disponible?
• 48V DC
• Máximo de 350mA entregados al Equipo
• Máxima Distancia de 100m
• ~13 Watts Potencia Máxima
(37V x 350mA = 12.95W)
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ITE PC v4.0
PSE
Power Sourcing
Equipment
Necesita Energía?
Sí.
OK, enviando.
PD
Power Device
POE: COMO FUNCIONA
Si se conecta un dispositivo no-PoE?
• Al momento de la conexión de cualquier
dispositivo, PSE “descubre” si es PD o no.
• Asegura que un equipo no-PoE, no reciba energía.
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ITE PC v4.0
POE: FUTURO
PoE PLUS
 Grupo de Estudio formado en Nov 2004
 Objetivos
–Proveer más energía (al menos 30 watts)
–Compatible con Gigabit Ethernet (GigE)
–10Gigabit Ethernet (10GigE)
 Para el 2008,
–EL mercado potencial de <30W-40W se espera que
llegue a ~80 millones de unidades.
–Mercado de PoE Plus debería ser el doble o triple del
PoE
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ITE PC v4.0
 SWITCHES DE CAPA DE ACCESO
–Facilitan la conexión entre los dispositivos finales (usuarios) a
la red
•Deben soportar: VLAN´s, puertos seguros (port security),
10/100/1000, PoE y enlaces agregados (link aggregation),
QoS.
–La seguridad de puerto se aplica en el acceso
» Presente en todos los switches CISCO
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ITE PC v4.0
ESPECIFICACONES DE
SWITCHES
 SWITCHES DE CAPA DE DISTRIBUCION
–Recogen todos los datos de los switches de capa de acceso y
los envía a la capa de núcleo o core.
•El tráfico que se genera en capa 2 debe ser administrado o
segmentado en VLAN´s, para reducir los consumos de
ancho de banda en la red
–Ofrecen soporte para enrutamiento de VLAN´s, esto se realiza
debido a que los switches de esta capa disponen de mejores
características de procesamiento que los switches de capa de
acceso
•Los switches deben soportar capa 3
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ITE PC v4.0
 SWITCHES DE CAPA DE DISTRIBUCION
–Aplicación de políticas de seguridad
•Control del flujo de tráfico mediante la aplicación de ACL´s
(Access Control List)
–Priorización del tráfico mediante QoS
•Garantiza la asignación del ancho de banda adecuado para
cada tipo de tráfico
–Deben soportar redundancia (incluido alimentación),debido a las
tareas críticas que se realizan en esta capa
•Fuentes de alimentación HOT SWAPPABLE.- permite
desconectar o conectar una fuente sin la necesidad de apagar
el equipo (se asume que tiene más de una fuente)
–Soporte para enlaces agregados (link aggregation)
•Actualmente soporta link aggregation 10 GbE en la capa de
core
–8 enlaces
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ITE PC v4.0
 SWITCHES DE CAPA DE NUCLEO
–Constituye el backbone de la red, por lo que debe manejar altas
tazas de tráfico
–Soporte para enlaces agregados
–Redundancia
•Los dispositivos de capa 3 tienen menor tiempo de
convergencia que los dispositivos de capa 2 debido a que
manejan STP (Spanning Tree Protocol)
–La ventilación es requerida por el alto consumo de potencia de los
equipos
–QoS para intercatura con servicos y enlaces WAN
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ITE PC v4.0
SWITCHES CISCO PARA SOLUCIONES
PEQUEÑAS Y MEDIANAS
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ITE PC v4.0
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 Cisco tiene siete líneas de productos de switches:
–Catalyst Express 500
–Catalyst 2960
–Catalyst 3560
–Catalyst 3750
–Catalyst 4500
–Catalyst 4900
–Catalyst 6500

ITE PC v4.0
 CATALYST EXPRESS 500
–Taza de transferencia desde 8 hasta 24 Gb/s
–Puertos seguros en capa 2
–Administración basada en web no hay acceso al CLI del IOS
–Soporte para convergencia de datos /IP
–Ideal para empresas desde 20 hasta 500 empleados
–Switches de capa de acceso
•Puertos 100/1000
•24 puertos 10/100 con opción de PoE o 12 puertos
10/100/1000
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ITE PC v4.0
 CATALYST 2950
–Taza de transferencia desde 16 hasta 32 Gb/s
–Switch multicapa
–QoS para comunicaciones IP
–ACL´s
–48 puertos 10/100 o 10/100/1000 con opción de 2 puertos Giga
Bit para enlaces
–No soporta PoE
–Acceso al IOS mediante web y CLI
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ITE PC v4.0
 CATALYST 3560
–Taza de transferencia desde 32 hasta 128 Gb/s (3560-E)
•Conectividad opcional de 10 Gigabit Ethernet
–Conectividad Fast Ethernet y Gigabit Ethernet
–Hasta 48 puertos de 10/100/1000, más cuatro puertos
pequeños de factor de forma enchufables (SFP)
–PoE integrada opcional (Cisco pre estándar y IEEE 802.3af);
hasta 24 puertos con 15,4 vatios o 48 puertos con 7,3 vatios
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ITE PC v4.0
 CATALYST 3750
–Equipos ideales para la capa de acceso
–Taza de transferencia desde 32 hasta 128 Gb/s (3750-E)
•Conectividad a 10 Gb/s opcional
–Soporte de StackWise (hasta 9 switches a 32 Gb/s)
–48 puertos 10/100/1000 y 4 puertos SFP
–PoE opcional
•24 puertos con 15.4 W o 48 puertos de 7.3 W.
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ITE PC v4.0
 CATALYST 4500
–Switch multicapa de capacidad modular media para capa de
distribución (primera línea de productos modulares)
–Taza de transferencia 136 Gb/s (capa de distribución)
–El chasis modular de 3, 6, 7 y 10 ranuras ofrece diferentes capas
de escalabilidad
–Alta densidad de puerto: hasta 384 puertos Fast Ethernet o Gigabit
Ethernet disponibles en cobre o fibra con 10 enlaces Gigabit
–PoE (Cisco preestándar y IEEE 802.3af)
–Suministros de energía AC o DC interna, dual, intercambiable en
caliente
–Capacidades de enrutamiento IP avanzadas asistidas por
hardware
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ITE PC v4.0
 CATALYST 4900
–Switch especial de la capa de acceso
•Implementaciones del centro de datos en donde es posible
que haya muchos servidores cercanos.
–Redundancia en alimentación y ventilación con módulos
swapped
–Ideal para trabajar con telefonía IP
–Soporte de opciones avanzadas de QoS
–No Soporta PoE ni StackWise
–48 puertos 10/100/1000 con 4 puertos SFP o 48 puertos
10/100/1000 con 2 puertos 10 Gb/s
–Doble fuente hot swappable interna
–Ventilación hot swappable
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ITE PC v4.0
 CATALYST 6500
–Switch modular optimizado para trabajar en redes convergentes
–Puede trabajar en capa de distribución o de núcleo
–Soporta taza de transferencia de 720 Gb/s
–Chasis modular con 3, 4, 6, 9 y 13 slots
–Soporte PoE
•Hasta 420 dispositivos de 15.4 W
–Alta densidad de puertos
•1152 puertos 10/100
•570 puertos 10/100/1000
•410 puertos SFP Gb/s
•64 puertos 10 Gb/s
–Doble fuente hot swappable interna
–Opciones avanzadas IP
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ITE PC v4.0
TAREAS Y LABORATORIOS

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