Redes Convergentes: Una Introducción

¿Qué es una Red Convergente?

La convergencia es el proceso de combinación de las comunicaciones con voz y video en una red de datos. Las redes convergentes han existido durante algún tiempo, pero solo fueron factibles en grandes organizaciones empresariales debido a los requisitos de infraestructura de la red y a la compleja administración.

La convergencia de redes de voz, video y datos se ha vuelto muy popular recientemente en el mercado empresarial pequeño y mediano debido a los avances en la tecnología. En el presente resulta más fácil implementar y administrar la convergencia y su adquisición es menos costosa.

Nuevas Alternativas

Las redes convergentes ofrecen opciones que no existían con anterioridad. Ahora se pueden unir las comunicaciones de voz y video directamente en el sistema de la computadora personal de un empleado. No es necesario contar con un aparato telefónico o un equipo para videoconferencias caros. Se puede lograr la misma función con el uso de un software especial integrado con una computadora personal.

Densidad del Puerto

La densidad del puerto es el número de puertos disponibles en un solo switch. El switch ofrece mayor velocidad, al enviar su salida a todos los puertos a la vez.

Características del Switch en una Red Jerárquica – Capa de Acceso

• Seguridad de puerto: Permite que el switch decida cuántos y qué dispositivos específicos se permiten conectar al switch.
• VLAN: Son un componente importante de una red convergente. El tráfico de voz habitualmente recibe una VLAN separada. De esta manera, el tráfico de voz puede admitirse con más ancho de banda, conexiones más redundantes y seguridad mejorada. Los switches de la capa de acceso permiten establecer las VLAN para los dispositivos de nodo final en su red.
• PoE: Power over Ethernet (PoE) permite que el switch suministre energía a un dispositivo por el cableado de Ethernet existente. Esta característica puede utilizarse por medio de los teléfonos IP y algunos puntos de acceso inalámbricos. Solo debe considerarse cuando se necesita convergencia de voz o se están implementando puntos de acceso inalámbricos y es difícil o costoso ponerlos en funcionamiento en la ubicación deseada.
• Agregado de enlaces: Permite que el switch utilice enlaces múltiples simultáneamente. Los switches de capa de acceso se benefician con el agregado de enlaces cuando se agrega ancho de banda hasta los switches de capa de distribución.

Fast Ethernet/Gigabit Ethernet

• Fast Ethernet: La velocidad de puerto hasta 100 Mb/s de tráfico por puerto de switch. Fast Ethernet es adecuada para telefonía IP y tráfico de datos en la mayoría de las redes comerciales.
• Gigabit Ethernet: Permite hasta 1000 Mb/s de tráfico por puerto de switch. La mayoría de los dispositivos modernos, como las estaciones de trabajo, computadoras portátiles y teléfonos IP, admite Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet presenta una desventaja: los switches que admiten Gigabit Ethernet son más costosos.

Características del Switch de la Capa de Distribución

La capa núcleo de una topología jerárquica es una backbone de alta velocidad de la red y requiere switches que pueden manejar tasas muy altas de reenvío. La tasa de reenvío requerida depende en gran medida del número de dispositivos que participan en la red. Examen de varios informes de flujo de tráfico y análisis de las comunidades de usuarios.

* Soporte de capa 3, * Tasa de envío alta, * Gigabit Ethernet/10 Gigabit Ethernet, * Componentes redundantes, * Políticas de seguridad / Listas de control de acceso, * Agregado de los enlaces, * Calidad del Servicio (QoS)

Los switches de la capa de distribución desempeñan una función muy importante en la red. Recopilan los datos de todos los switches de capa de acceso y los envían a los switches de capa núcleo.

Los switches de la capa de distribución proporcionan funciones de enrutamiento entre las VLAN, para que una VLAN pueda comunicarse con otra en la red. Habitualmente, este enrutamiento se produce en la capa de distribución porque los switches de la capa de distribución presentan capacidades de procesamiento más altas que los switches de capa de acceso. Los switches de la capa de distribución reducen la necesidad de que los switches núcleo realicen la tarea, debido a que el núcleo está ocupado con el manejo del reenvío de volúmenes muy altos de tráfico.

Debido a que el enrutamiento entre las VLAN se realiza en la capa de distribución, los switches en esta capa necesitan admitir las funciones de la Capa 3.

Políticas de Seguridad

Políticas de seguridad avanzada pueden aplicarse al tráfico de red. Se utilizan listas de acceso para controlar cómo fluye el tráfico a través de la red. Una Lista de control de acceso (ACL) permite que el switch impida ciertos tipos de tráfico y autorice otros. Las Lista de control de acceso también permiten controlar qué dispositivos de red pueden comunicarse en la red.

El uso de las Lista de control de acceso es un procesamiento intensivo porque el switch necesita inspeccionar cada paquete y observar si coincide con una de las reglas de la Lista de control de acceso definida en el switch.

Se realiza la inspección en la capa de distribución porque los switches en esta capa habitualmente tienen capacidad de procesamiento como para manejar la carga adicional y también dicha capa simplifica el uso de las Lista de control de acceso.

Calidad de Servicio (QoS)

En una red convergente que admite tráfico de red de datos, voz y video, los switches de capa de acceso necesitan admitir QoS para mantener la prioridad del tráfico.

Los switches de la capa de distribución también necesitan admitir QoS para mantener la prioridad del tráfico que proviene de los switches de capa de acceso que implementaron QoS. Las políticas de prioridad aseguran que se garantice el ancho de banda adecuado para las comunicaciones de audio y video a fin de mantener una calidad aceptable del servicio.

Para mantener la prioridad de los datos de voz a través de la red, todos los switches que envían datos de voz deben admitir QoS; si la totalidad de los dispositivos de la red no admite QoS, sus beneficios se reducen.

Características del Switch de Capa Núcleo

La capa núcleo de una topología jerárquica es una backbone de alta velocidad de la red y requiere switches que pueden manejar tasas muy altas de reenvío. La tasa de reenvío requerida depende en gran medida del número de dispositivos que participan en la red. Examen de varios informes de flujo de tráfico y análisis de las comunidades de usuarios.

CSMA/CD

El conjunto de normas que utiliza Ethernet está basado en la tecnología de acceso múltiple por detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD) IEEE. CSMA/CD se utiliza solamente con la comunicación half-duplex que suele encontrarse en los hubs. Los switches full-duplex no utilizan CSMA/CD.

CSMA/CD, se divide en:

• Acceso múltiple
• Detección de portadora (CS): El escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los momentos en los que se ocupa el canal. El fin es evitar colisiones, es decir que dos host hablen al mismo tiempo. Por otro lado define el procedimiento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo medio de forma simultánea.
• Detección de colisiones (CD): Cada transceptor monitorea el cable mientras está transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. Cuando una colisión es detectada, la interfaz aborta la transmisión y espera hasta que la actividad cese antes de volver a intentar la transmisión. Política de retención exponencial. El emisor espera un tiempo aleatorio después de la primera colisión; un periodo de espera 2 veces más largo que el primero en caso de una segunda colisión; 4 veces más largo la próxima vez, etc., reduciendo así al máximo la probabilidad de colisión.

El protocolo CSMA/CD funciona de algún modo como una conversación en una habitación oscura.

Todo el mundo escucha hasta que se produce un periodo de silencio, antes de hablar (CS, detección de portadora).

Una vez que hay silencio, todo el mundo tiene las mismas oportunidades de decir algo (Acceso Múltiple).

Si dos personas empiezan a hablar al mismo tiempo, se dan cuenta de ello y dejan de hablar (Detección de Colisiones.)

Las Comunicaciones en una LAN Conmutada

Las comunicaciones en una LAN conmutada se producen en tres formas:

• Unicast: Comunicación en la que un host envía una trama a un destino específico. En la transmisión unicast solo existen un emisor y un receptor. La transmisión unicast es el modo de transmisión predominante en las LAN y en Internet. Algunos ejemplos de transmisiones unicast son: HTTP, SMTP, FTP y Telnet.
• Broadcast: La transmisión broadcast es fundamental cuando se envía el mismo mensaje a todos los dispositivos de la LAN. Un ejemplo de transmisión broadcast es la consulta de resolución de direcciones que envía el protocolo de resolución de direcciones (ARP) a todas las computadoras en una LAN.
• Multicast: Comunicación en la que se envía una trama a un grupo específico de dispositivos o clientes. Los clientes de la transmisión multicast deben ser miembros de un grupo multicast lógico para poder recibir la información. Un ejemplo de transmisión multicast son las transmisiones de voz y video relacionadas con las reuniones de negocios en conferencia basadas en la red.

Etiquetas: capa de acceso, poe, qos, redes convergentes, switch, VLAN