El documento describe los conceptos básicos de un diseño jerárquico de red LAN corporativa, incluyendo las capas de acceso, distribución y núcleo. También se menciona que en redes más pequeñas se puede implementar un diseño de "núcleo contraído" con una sola capa que combina las funciones de distribución y núcleo. Los beneficios de un diseño jerárquico incluyen la escalabilidad, redundancia, rendimiento y facilidad de mantenimiento.

1. FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Título DISEÑO DE UNA RED LAN JERARQUIZADA Y CORPORATIVA
Autor/es
Nombres y Apellidos Código de estudiantes
Michael Daniel Quispe Caqueo 70034
Fecha 09/05/2022
Carrera Ingeniería de telecomunicaciones
Asignatura Sistemas de comunicación II
Grupo A
Docente Rene Urbina Paco
Periodo Académico I/2022
Subsede La Paz
Copyright © (AGREGAR AÑO) por (NOMBRES). Todos los derechos reservados.
.

2. Título:
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RESUMEN:
Un diseño típico de red LAN jerárquica de campus empresarial incluye la capa de acceso, la capa de
distribución y la capa de núcleo. En las redes empresariales más pequeñas, puede ser más práctica una
jerarquía de «núcleo contraído», en la que las funciones de capa de distribución y de capa de núcleo se
implementan en un único dispositivo. Los beneficios de una red jerárquica incluyen la escalabilidad, la
redundancia, el rendimiento y la capacidad de mantenimiento.
Palabras clave:
ABSTRACT:
A typical enterprise campus hierarchical LAN network design includes the access layer, distribution
layer, and core layer. In smaller enterprise networks, a "collapsed core" hierarchy may be more practical,
in which the distribution layer and core layer functions are implemented in a single device. The benefits
of a hierarchical network include scalability, redundancy, performance, and maintainability.
Key words:

3. Título:
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Capítulo 2. Marco Teórico
2.1 Diseño jerárquico de una red
Las redes deben satisfacer las necesidades actúales de las organizaciones y admitir
tecnologías emergentes a medida que se adoptan nuevas tecnologías. Los principios y los
modelos de diseño de red pueden ayudar a un ingeniero de red a diseñar y armar una red que sea flexible,
resistente y fácil de administrar.
En esta presentación, se presenta los conceptos, los principios, los modelos y las arquitecturas del
diseño de red. Se abarcan los beneficios que se obtienen mediante un enfoque de diseño sistemático.
También se analizan las tendencias emergentes que afectan la evolución de las redes.
Se describe los principios de ingeniería estructurada para el diseño de red. También se explica las tres
capas de una red jerárquica y cómo se utilizan en el diseño de red.
Cuando se analiza el diseño de red, es útil categorizar las redes según la cantidad de dispositivos que se
atienden:
Red pequeña: proporciona servicios para hasta 200 dispositivos.
Red mediana: proporciona servicios para 200 a 1000 dispositivos.
Red grande: proporciona servicios para más de 1000 dispositivos.
Los diseños de red varían según el tamaño y las necesidades de las organizaciones.
A continuación, se presentan los conceptos, los principios, los modelos y las arquitecturas del diseño de
red.
2.2 Requisitos de la red
Existen muchas variables para tener en cuenta al diseñar una red. Tenga en cuenta el ejemplo de la
ilustración. El diagrama de topología de alto nivel de ejemplo es para una red empresarial grande que
consta de un campus principal que conecta sitios pequeños, medianos y grandes.

4. Título:
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Imagen 1: Diseño de una red empresarial grande
El diseño de red es un área en expansión y requiere mucho conocimiento y experiencia. El objetivo de
esta sección es presentar conceptos de diseño de red ampliamente aceptados.
2.3 Principios de ingeniería estructurada
Independientemente del tamaño o los requisitos de la red, un factor fundamental para la correcta
implementación de cualquier diseño de red es seguir buenos principios de ingeniería estructurada:
Jerarquía: un modelo de red jerárquico es una herramienta útil de alto nivel para diseñar una
infraestructura de red confiable. Divide el problema complejo del diseño de red en áreas más
pequeñas y más fáciles de administrar.
Modularidad: al separar en módulos las diversas funciones que existen en una red, esta es más
fácil diseñar. Cisco identificó varios módulos, incluido el campus empresarial, el bloque de
servicios, el centro de datos e Internet perimetral.
Resistencia: la red debe estar disponible para que se pueda utilizar tanto en condiciones normales
(períodos de mantenimiento) como anormales (fallas de hardware o de software).
Flexibilidad: la capacidad de modificar partes de la red, agregar nuevos servicios o aumentar la
capacidad sin necesidad de realizar actualizaciones de gran importancia (es decir, reemplazar
los principales dispositivos de hardware).

5. Título:
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Para cumplir con estos objetivos fundamentales del diseño, la red se debe armar sobre la base de
una arquitectura de red jerárquica que permita la flexibilidad y el crecimiento.
2.4 Jerarquía de red
En la tecnología de redes, un diseño jerárquico implica dividir la red en capas independientes. Cada
capa (o nivel) en la jerarquía proporciona funciones específicas que definen su función dentro de la red
general.
Esto ayuda al diseñador y al arquitecto de red a optimizar y seleccionar las características, el hardware y
el software de red adecuados para llevar a cabo las funciones específicas de esa capa de red. Los modelos
jerárquicos se aplican al diseño de LAN y WAN.
Un diseño típico de red LAN jerárquica de campus empresarial incluye las siguientes tres capas:
Capa de acceso: proporciona acceso a la red para los grupos de trabajo y los usuarios.
Capa de distribución: proporciona una conectividad basada en políticas y controla el límite entre
las capas de acceso y de núcleo.
Capa de núcleo: proporciona un transporte rápido entre los switches de distribución dentro del
campus empresarial.
El beneficio de dividir una red plana en bloques más pequeños y fáciles de administrar es que el tráfico
local sigue siendo local. Sólo el tráfico destinado a otras redes se traslada a una capa superior.
Los dispositivos de Capa 2 en una red plana brindan pocas oportunidades de controlar broadcasts o filtrar
tráfico no deseado. A medida que se agregan más dispositivos y aplicaciones a una red plana, los tiempos
de respuesta se degradan hasta que la red queda inutilizable.
imagen 2. Transición de un diseño de red plana a un diseño de red jerárquico.

6. Título:
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En la Imagen 3, se muestra otro ejemplo de diseño de red jerárquico de tres capas. Observe que cada
edificio utiliza el mismo modelo de red jerárquico que incluye las capas de acceso, de distribución y de
núcleo.
Imagen 3: Diseño de red empresarial de varios edificios
2.4.1 Capa de acceso
En un entorno LAN, la capa de acceso otorga acceso a la red para las terminales. En el entorno WAN,
puede proporcionar acceso a la red empresarial para los trabajadores a distancia o los sitios remotos a
través de conexiones WAN.
Como se muestra en la Imagen 3, la capa de acceso para la red de una pequeña empresa, por lo general,
incorpora switches de capa 2 y puntos de acceso que proporcionan conectividad entre las estaciones de
trabajo y los servidores.

7. Título:
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Imagen 4: Capa de acceso
La capa de acceso cumple varias funciones, incluido lo siguiente:
Switching de capa 2
Alta disponibilidad
Seguridad del puerto
Clasificación y marcación de QoS, y límites de confianza
Inspección del protocolo de resolución de direcciones (ARP)
Listas de control de acceso virtual (VACL)
Árbol de expansión
Alimentación por Ethernet y VLAN auxiliares para VoIP
2.4.2 Capa de distribución
La capa de distribución agrega los datos recibidos de los switches de la capa de acceso antes de que se
transmitan a la capa núcleo para el enrutamiento hacia su destino final. En la Imagen 4, la capa de
distribución es el límite entre los dominios de capa 2 y la red enrutada de capa 3.

8. Título:
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Imagen 5: Capa de distribución
El dispositivo de capa de distribución es el centro en los armarios de cableado. Para segmentar los grupos
de trabajo y aislar los problemas de la red en un entorno de campus, se utiliza un router o un switch
multicapa.
Un switch de capa de distribución puede proporcionar servicios ascendentes para muchos switches de
capa de acceso.
La capa de distribución puede proporcionar lo siguiente:
Agregación de enlaces LAN o WAN.
Seguridad basada en políticas en forma de listas de control de acceso (ACL) y filtrado.
Servicios de routing entre redes LAN y VLAN, y entre dominios de routing (p. ej., EIGRP a
OSPF).
Redundancia y balanceo de carga.
Un límite para la agregación y la sumarización de rutas que se configura en las interfaces hacia la
capa de núcleo.
Control del dominio de difusión, ya que ni los routers ni los switches multicapa reenvían
difusiones. El dispositivo funciona como punto de demarcación entre los dominios de difusión.

9. Título:
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2.4.3 Capa de núcleo
La capa de núcleo también se conoce como «backbone de red«. La capa de núcleo consta de dispositivos
de red de alta velocidad, como los switches Cisco Catalyst 6500 o 6800. Estos están diseñados para
conmutar paquetes lo más rápido posible e interconectar varios componentes de campus, como módulos
de distribución, módulos de servicio, el centro de datos y el perímetro de la WAN.
Como se muestra en la Imagen 5, la capa de núcleo es fundamental para la interconectividad entre los
dispositivos de capa de distribución; por ejemplo, interconecta el bloque de distribución al perímetro de la
WAN y de Internet.
Imagen 6: Capa de núcleo
El núcleo debe tener una alta disponibilidad y debe ser redundante. El núcleo agrega el tráfico de todos
los dispositivos de la capa de distribución, por lo tanto debe poder enviar grandes cantidades de datos
rápidamente.
Algunas de las consideraciones en cuanto a la capa de núcleo incluyen lo siguiente:
Debe proporcionar switching de alta velocidad (es decir, un transporte rápido).
Debe proporcionar confiabilidad y tolerancia a fallas.
Debe lograr la escalabilidad mediante equipos más rápidos, no con más equipos.

10. Título:
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Debe evitar la manipulación de paquetes que implica una gran exigencia para la CPU a causa de
la seguridad, la inspección, la clasificación de la calidad de servicio (QoS) u otros procesos.
2.5 Diseño de núcleo contraído de dos niveles
No existen reglas absolutas sobre la forma en que se debe armar físicamente una red de campus. Si bien
es cierto que muchas redes de campus se construyen con tres niveles físicos de switches, no es un
requisito estricto.
Nota: En un campus más pequeño, la red puede tener dos niveles de switches en los que los elementos de
núcleo y de distribución se combinan en un switch físico. Esto se denomina “diseño de núcleo contraído”.
El diseño jerárquico de tres niveles maximiza el rendimiento, la disponibilidad de la red y la capacidad de
escalar el diseño de red.
Sin embargo, hay muchas redes de pequeñas empresas que no crecen mucho con el tiempo. Por lo tanto,
un diseño jerárquico de dos niveles en el que las capas de núcleo y de distribución se combinan en una
sola capa suele ser más práctico. Existe un «núcleo contraído» cuando las funciones de la capa de
distribución y de la capa de núcleo se implementan mediante un único dispositivo. La principal
motivación para elegir el diseño de núcleo contraído es la reducción de costos de la red, a la vez que se
mantiene la mayoría de los beneficios del modelo jerárquico de tres niveles.
En el ejemplo de la Imagen 6, se contrajo la funcionalidad de la capa de distribución y la capa de núcleo
en dispositivos de switch multicapa.
Imagen 7: Diseño de Núcleo Contraído

11. Título:
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El modelo de red jerárquico proporciona un marco modular que brinda flexibilidad al diseño de red y
facilita su implementación y la resolución de problemas.
2.5 Beneficios de una red jerárquica
- escalabilidad: las redes jerárquicas pueden expandirse con facilidad
- redundancia: la reduncia a nivel de núcleo y de la distribución aseguran la disponibilidad de la
ruta
- rendimiento: el agregado del enlace entre los niveles y núcleo de alto rendimiento y switches
de nivel de distribución permite casi la velocidad del cable en toda la red
- seguridad: la seguridad del puerto en el nivel de acceso y las políticas en el nivel de
distribución hacen que la red se más segura
- facilidad de administración: la consistencia entre los switches hace que la administración se
más simple
- facilidad de rendimiento: el modularidad de diseño jerárquico permite que la red escale sin
volverse demasiado complicada
2.6 Arquitectura empresarial de Cisco
Las redes se volvieron mas sofisticadas y complejas, por lo que se volvió necesario modificar el
diseño de la red por uno que utilizara un enfoque más modular
Un diseño de red modular separa la red en varios módulos de red funcionales
- Acceso y distribución: también denominado “bloque de distribución”
- Servicios: este es un bloque genérico que se utiliza para identificar servicios como los
controladores inalámbricos centralizados del protocolo de puente de acceso ligero (LWAPP)
- Data center module: originalmente llamado granja de servidores
- Enterprise Edge module: consiste en el borde de internet y la WAN Edge

12. Título:
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2.7 Modelo de arquitectura empresarial de Cisco
Para satisfacer la necesidad de modularidad en el diseño de red, Cisco desarrollo el modelo de
arquitectura empresarial de Cisco. Este modelo proporciona todos los beneficios del diseño de red
jerárquico en la infraestructura del campus y facilita el diseño de redes mas grandes y escalables,
estos se dividen en:
- Campus empresarial: el conjunto de LAN conectados en una red empresarial
- Enterprise Edge: el módulo de perímetro empresarial proporciona conectividad para los
servicios de voz, video y datos fuera de la empresa
- Extremo de proveedor de servicios: las empresas utilizan proveedores de servicios (SP) para
enlazarse con otros sitios
- Remoto: el área funcional remota es responsable de las opciones de conectividad remota
Modulo de acceso
y distribución
Módulo de
servicios
Modulo
centro de datos
Enterprise Edge

13. Título:
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Carrera:
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Imagen 8:Arquitectura empresarial Cisco

14. Título:
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Capítulo 4. Recomendaciones
• Se debe realizar un Plan de Contingencias con todos los procedimientos que se debe
tomar en cuenta cuando falla un punto de red.
• Se debería adquirir servidores de respaldo de información

15. Título:
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Capítulo 5. Conclusiones
El modelo jerárquico de una red tiende una solucion que permite una mayor seguridad y
control a empresas medianas y pequeñas, esta se divide en niveles o capas con funciones
especificas que permiten dividir la red en secciones de fácil crecimiento y mantenimiento

16. Título:
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Referencias
CISCO. (2004). Guia del segundo año CCNA 3 y 4. Madrid: PEARSON EDUCATION, S.A.
CISCO. (16 de Octubre de 2012). Internetworking Technology Handbook. Obtenido de
http://docwiki.cisco.com/w/index.php?title=Internetworking_Technology_Hand
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CISCO. (12 de Febrero de 2014). Cisco IOS IP Configuration Guide, Release 12.2. Obtenido de
http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2/ip/configuration/guide/fipr_c/1cf
ipadr.html
CISCO. (1 de Febrero de 2016). Cisco Connected Grid Ethernet Switch Module Interface Card
Software Configuration Guide. Obtenido de
http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/routers/connectedgrid/switch_module_sw cg/cgr-
esm-configuration/config_vlans.html#33099
CISCO. (26 de Septiembre de 2016). Cisco Nexus 5000 Series NX-OS Software Configuration
Guide. Obtenido de
http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/datacenter/nexus5000/sw/config
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WIKIPEDIA. (29 de Agosto de 2014). RED DE AREA LOCAL. Obtenido de
https://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_%C3%A1rea_local