Enrutamiento y conmutación de capa 3 en redes

En el caso del enrutamiento de capa 3 es posible realizar una segmentación de la red para controlar los broadcast debido a que los broadcast no son reenviados.

En cuanto al direccionamiento en el caso del enrutamiento de capa 3 es posible realizar un direccionamiento lógico, ya que se disponen de mecanismos para traducir esas direcciones lógicas de capa 3. Por ejemplo ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones) permite relacionar unívocamente direccionamiento IP (direccionamiento lógico capa 3) con direccionamiento MAC (direccionamiento físico capa 2).

En el caso del enrutamiento de capa 3, el router debe leer la cabecera para conocer el destino, en este proceso además es posible implementar alguna política de seguridad dependiendo de las direcciones de origen y destino.

En el enrutamiento de capa 3 las decisiones de ruta se realizan de forma constante con recursos intensivos de CPU, utilizando ciclos, lo cual desencadena un retardo en la toma de decisión.

Conmutación de capa 3:Los dispositivos que son capaces de conmutar en capa 3 realizan las mismas funciones que los dispositivos capaces de enrutar en capa 3, pero teniendo en cuenta que las decisiones de reenvío se realizan mediante ASIC y no mediante ciclos de CPU, lo cual redunda en una conmutación a velocidad del medio, eliminando así los posibles cuellos de botella del enrutamiento de capa 3.

MODELO DE RED JERÁRQUICO:Este modelo es el modelo más conocido de Cisco y se basa en dividir la red de forma lógica en tres niveles o capas:

• Acceso• Distribución• Core

Cada uno de estos niveles realizará una función bien diferenciada y permitirá que el tráfico pueda ser tratado de forma independiente según el lugar de la red en que se encuentre. El resultado es una topología escalable, fácilmente modificable y aislable que permite un trabajo óptimo, lamentablemente no todas las redes de empresas tienen suficiente estructura como para poder montar claramente un modelo jerárquico, sin embargo para redes de tamaño considerable esta opción termina por ser la única viable.

Nivel de acceso:El nivel de acceso es el más próximo al usuario y donde se conectan los host. En este nivel comúnmente se dispone de switches de capa 2 con una gran densidad de puertos, con dispositivos de bajo coste. En este nivel también hay que tener en cuenta que es donde se concentra el tráfico de usuario que tiene que ir al nivel superior, con lo que es necesario tener en cuenta que los switches de acceso tendrán que disponer de puertos de uplink que típicamente soportarán varias VLAN. Es en este nivel donde se aplican los primeros filtros al tráfico, se definen VLAN y se comienza a aplicar QoS (Calidad de Servicio).

Nivel de distribución:Este nivel es el encargado de comunicar la capa de acceso con la de core y de interconectar varios niveles de acceso diferentes. Es en este nivel donde se agregará el tráfico proveniente de las capas inferiores y el primer lugar donde se comenzará a utilizar switching de capa 3 para poder hacer la interconexión entre redes. En este nivel es muy importante que los equipos dispongan de puertos de alta velocidad; donde la QoS tiene una presencia más persistente. Al ser el primer nivel en implementar la capa 3 será hasta aquí donde lleguen los broadcast de las capas inferiores y donde se implementarán políticas de filtrados (ACL).

Nivel de core: Este nivel tiene una única y principal función que es mover el tráfico lo más rápidamente posible suministrando comunicación hacia el exterior sin realizar ninguna tarea más que no sea imprescindible.

FUNCIONAMIENTO de STP:STP funciona de manera que los switches puedan operar entre ellos intercambiando mensajes de datos a través de las BPDU (Bridge Protocol Data Units). En la terminología de STP es común hablar de bridge en lugar de switch debido a que originalmente STP fue diseñado para los puentes o bridges, por lo tanto en el transcurso de este libro se utilizarán como términos similares. Cada switch envía las BPDU a través de un puerto usando la dirección MAC de ese puerto como dirección de origen, el switch no sabe de la existencia de otros switches por lo que las BPDU son enviadas con la dirección de destino multicast01-80-C2-00-00-00.

Existen dos tipos de BPDU:

• Configuration BPDU: utilizadas para el cálculo de STP

• Topology Change Notification (TCN) BPDU: utilizada para anunciar los cambios en la topología de la red.