La posibilidad de acceder a los recursos desde cualquier lugar del mundo en cualquier momento y desde cualquier dispositivo han impulsado la necesidad de armar redes de última generación que sean seguras, confiables y de alta disponibilidad.

La construcción de una LAN que satisfaga las necesidades de empresas pequeñas o medianas tiene más probabilidades de ser exitosa si se utiliza un modelo de diseño jerárquico. Se administra y expande con más facilidad y los problemas se resuelven con mayor rapidez.

Las redes jerárquicas están dividas en capas las cuales cumplen funciones específicas dentro de la red. La separación de la red en capas hace que el diseño de la red se vuelva modular y por tanto facilite la escalabilidad y el rendimiento.

El modelo de diseño jerárquico típico se separa en tres capas: capa de acceso, capa de distribución y capa núcleo.

La capa de acceso aporta un medio de conexión de los dispositivos a la red y controla qué dispositivos pueden comunicarse en la red.

La capa de distribución controla el flujo de tráfico de la red con el uso de políticas y traza los dominios de broadcast al realizar el enrutamiento de las funciones entre las LAN virtuales (VLAN) definidas en la capa de acceso.

La capa de núcleo interconecta los dispositivos de la capa de distribución y puede conectarse a los recursos de internet. Es importante que el núcleo sea disponible y redundante.

 

red jerarquica

En redes más pequeñas en ocasiones se implementa un modelo de núcleo colapsado, en el que se combinan la capa de distribución y la capa núcleo en una capa.
Capa de nucleo contraido
Principios de diseño de redes jerárquicas

Lo primero que debe considerarse es el diámetro de la red que es el número de dispositivos que un paquete debe cruzar antes de alcanzar su destino. Mantener bajo el diámetro de la red asegura una latencia baja y predecible entre los dispositivos
diametro de red
El agregado de ancho de banda considera los requisitos de ancho de banda específicos de cada parte de la jerarquía. Se agregan enlaces entre switches específicos con el fin de lograr un ancho de banda superior (mayor rendimiento). En Cisco se conoce esta tecnología como EtherChannel.
agregado de enlace
 La redundancia es una parte de la creación de una red altamente disponible.
enlaces redundantes
Los requisitos de diseño están determinados por los objetivos comerciales de la organización

Después de tener en cuenta todos los dispositivos finales se tiene una mejor idea de cuántos switches de la capa de acceso se necesitan. El número de switches de la capa de acceso y el tráfico estimado que cada uno genera ayuda a determinar cuántos switches de la capa de distribución se necesitan para lograr el rendimiento y la redundancia necesarios para la red. Después de determinar el número de switches de la capa de distribución, se puede identificar cuántos switches de núcleo se necesitan para mantener el rendimiento de la red.

 

¿Qué switch debo seleccionar?

Por factores de forma se deben tener en cuenta las densidades de puerto y las tasas de reenvío del switch para lograr una capacidad de crecimiento adecuada. Esto conduce a decidir entre:

Switches de configuración fija a los que no se les puede agregar características u opciones.

Switches modulares que son más flexibles en su configuración y permiten la ampliación de puertos.

Switches apilables se interconectan con un cable especial que otorga rendimiento de ancho de banda entre los switches. Los switches apilados operan como efectividad como un único switch más grande. Son convenientes cuando la tolerancia a fallas y la disponibilidad de ancho de banda son criticas y resulta costoso implementar un switch modular. El uso de conexiones cruzadas hace que la red pueda recuperarse fácilmente si falla un único switch.

factores de forma
Por Rendimiento

Cuando se selecciona un switch para las capas de acceso, de distribución y núcleo, se debe considerar la capacidad del switch para admitir los requerimientos de densidad de puerto (número de puertos disponibles en un switch único), tasas de reenvío (las capacidades de procesamiento de un switch mediante la estimación de la cantidad de datos que puede procesar por segundo)y agregado de ancho de banda de la red (se debe determinar si existen puertos suficientes en un switch para agregar y así admitir el ancho de banda requerido)

 

Otra característica a tener en cuenta es power over ethernet (PoE) permite que el switch suministre energía a un dispositivo por el cableado de Ethernet existente. Permite mayor flexibilidad al instalar los puntos de acceso inalámbricos y los teléfonos. Sólo se debe elegir un switch que admita PoE si realmente se va a aprovechar esa función, porque suma un costo considerable al switch.
PoE
tabla
Convergencia en la red

La convergencia en las redes es el proceso de combinación de las comunicaciones con voz y vídeo en una red de datos. Se priorizan estos datos sobre el resto (QoS) para procurar una comunicación lo más optima posible. Todos los switches de las diferentes capas deben de la red jerárquica deben de gestionar  Q0S.

 

“El diseño LAN implica tener presentes todas las necesidades presentes y futuras para optimizar al máximo los recursos y así evitar inversiones y problemas futuros que podrían haber sido salvados con un adecuado diseño de red.”