Capa de Núcleo - Diseño de Red PDF

—-4(-í UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL CAPA DE CAPA DE NÚCLEO NUCLEO La capa La capa de de núcleo núcleo también...

—-4(-í UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL CAPA DE CAPA DE NÚCLEO NUCLEO La capa La capa de de núcleo núcleo también también se se conoce conoce como como “backbone “backbone dede red”. red”. La La capa capa de de núcleo núcleo consta consta de de dispositivos dispositivos de de red red de de alta alta velocidad. velocidad. Estos Estos están están diseñados diseñados para para conmutar conmutar paquetes paquetes lo lo más más rápido rápido posible posible e e interconectar interconectar varios varios componentes componentes de de campus, campus, como como módulos módulos dede distribución, distribución, módulos módulos dede servicio, servicio, el el centro centro de de datos datos yy el el perímetro perímetro dede la la WAN. WAN. fº— 5—º53-- -------h----—-,-----------------._---—---.——---—-------- UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE CAPA DE CAPA DE NÚCLEO NUCLEO Fundamental para Fundamental para lala interconectividad entre interconectividad entre loslos dispositivos de dispositivos de capa capa de de distribución; por distribución; por ejemplo, ejemplo, interconecta el interconecta el bloque bloque de de distribución al distribución al perímetro perímetro de de la la WAN yy de WAN de Internet. Internet:. El núcleo El núcleo debe debe tener tener una una alta alta disponibilidad yy debe disponibilidad debe ser ser redundante. redundante. El núcleo El núcleo agrega agrega el el tráfico tráfico dede todos todos los dispositivos los dispositivos de de la la capa capa de de distribución, distribución, por por lolo tanto tanto debe debe poder enviar poder enviar grandes grandes cantidades cantidades de datos de datos rápidamente. rápidamente. UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE CAPA DE CAPA DE NÚCLEO NUCLEO Debe proporcionar Debe proporcionar confiabilidad confiabilidad yy tolerancia aa fallas. tolerancia fallas. Debe lograr Debe lograr la la escalabilidad escalabilidad mediante mediante equipos equipos más más rápidos, rápidos, no no con con más más equipos. equipos. Debe evitar Debe evitar la la manipulación manipulación de de UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL paquetes que paquetes que implica implica una una gran gran exigencia para exigencia para lala CPU CPU aa causa causa de de la la seguridad, la seguridad, la inspección, inspección, la la clasificación clasificación de de la la calidad calidad de de servicio servicio (QoS) (Q005) u u otros otros procesos. procesos. w O C — UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL Backbone con Backbone con muy muy alta alta tasa tasa de de envío envío Mover el Mover el tráfico tráfico lo lo más más rápidamente rápidamente posible posible Conexión Conexión al al exterior exterior CAPA DE CAPA DE Soporte de Soporte de capa capa 3 3 NÚCLEO Componentes redundantes Componentes redundantes NÚCLEO Diámetro consistente Diámetro consistente yy limitado limitado -CORE Tolerancia Tolerancia a a fallos fallos –CORE Baja latencia Baja latencia LAYER LAYER NÚCLEO de NÚCLEO de la la red red Alta disponibilidad Alta disponibilidad yy redundancia Agregado de Agregado de enlaces enlaces redundancia Calidad Calidad de de servicio servicio (QoS) (Q05) 1Gbps/ / 10Gbps 1Gbps 10Gbps /40/100/400 Gbps /40/100/400 Gbps UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE APA DE CAPA DE NÚCLEO NUCLEO –CORE -CORE LAYER LAYER * Cuando Cuando unauna redred utiliza utiliza routers, routers, elel número número de de saltos saltos dede enrutador enrutador de de extremo extremo a a extremo extremo se se denomina diámetro. denomina diámetro. Como Como se se señaló, señaló, sese considera considera una una buena buena práctica práctica diseñar diseñar para para un un diámetro diámetro constante dentro constante dentro de de una una red red jerárquica. jerárquica. El El viaje viaje desde desde cualquier cualquier estación estación final final aa otra otra estación estación final final aa través de la través de la red red troncal debe tener troncal debe tener elel mismo mismo número número de de saltos. saltos. La La distancia distancia desde desde cualquier cualquier estación final estación final hasta hasta unun servidor servidor enen la la red red troncal troncal también también debe debe ser ser constante. constante. Limitar el diámetro de la interconexión de redes proporciona un rendimiento predecible y facilita la resolución de problemas. * Puede Puede agregar agregar enrutadores enrutadores de de capa capa de de distribución distribución yy LAN LAN dede cliente cliente al al modelo modelo jerárquico sin jerárquico sin aumentar el aumentar el diámetro diámetro dede la la capa capa central. central. El El uso uso de de una una implementación implementación de de bloques bloques aísla aísla las las estaciones finales estaciones finales existentes existentes de de la la mayoría mayoría dede los los efectos efectos del del crecimiento crecimiento dede la la red. red. E7Mejores prácticas eMejores prácticas para para el el núcleo núcleo del del campus: campus: * Reducir Reducir el el peering peering switching switching mediante mediante el el uso uso de de conexiones conexiones en en triángulo redundantes entre triángulo redundantes entre switches. switches. * Usa Usa enrutamiento enrutamiento que que proporcione proporcione una una topología topología sin sin bucles bucles de de Capa Capa 2. 2. * Uso Uso de de switches switches de de Capa Capa 3 3 en en el el core core que que proporcionen proporcionen servicios servicios inteligentes inteligentes que que switches switches de de Capa Capa 2 2 no soportan. no soportan. * Usa Usa dos dos rutas rutas de de igual igual coste coste para para cada cada red red de de destino. destino. Distribution GUAYAQUIL Dispositivos Dispositivos para para core core Modular, Modular, StackWise StackWise virtual virtual 400G, 400G, 200G, 200G, 100G, 100G, 40G, 40G, 10G, 10G, 1G 1G port port types types — 25.6-Tbps switching 25.6-Tbps switching capacity capacity W W _ Cisco Cisco DNA DNA Center, Center, SD-Access, SD-Access, E-LLW E-LLW - d UAdUYYTEZA ///7////¿//¡_ UZ ES Ú77 U ZO DOS AA * https://www.cisco.com/c/en/ httos://Www.cisco.com/c/en/ us/products/switches/switch- us/products/switches/switch- 7 27 < fk selector.html?guide=enterpr selector.html?guide=enterpr T ise- ise- exccid=cc0000988oid=otre e&ccid=cc000098&oid=otre s000315H-select-switch s000315#~select-switch UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE esafíos yy beneficios Desafíos D beneficios Normalmente, se Normalmente, se requieren requieren más más de de dos dos capas capas dede conmutadores conmutadores de de Capa Capa 3 3 heredados heredados para lograr para lograr las las densidades densidades de de puertos puertos de de velocidad velocidad de de cable cable que que exigen exigen las las empresas empresas de alto de alto rendimiento rendimiento actuales.actuales. Si bien Si bien es es posible posible conectar conectar en en malla malla conmutadores conmutadores de de agregación, agregación, cada cada conmutador conmutador de agregación de agregación requiere requiere N-1 N-1 enlaces enlaces en en malla, malla, donde donde N N es es igual igual al al número número de de grupos grupos de agregación. de agregación. Este diseño Este diseño es es difícil difícil de de administrar administrar yy escala escala mal, mal, lo lo que que desperdicia desperdicia puertos valiosos puertos valiosos en cada en cada grupo grupo cuando cuando se se agregan agregan conmutadores conmutadores de de agregación agregación adicionales. adicionales. Conmutadores modulares Conmutadores modulares basados basados en en chasis chasis no no son son unauna solución solución muy muy rentable rentable para para este tipo este tipo de de aplicaciones. aplicaciones. En En primer primer lugar, lugar, requieren requieren una una inversión inversión inicial inicial considerable considerable para el para el chasis chasis yy el el equipo equipo común, común, incluso incluso si si no no están están completamente completamente equipados. equipados. En segundo En segundo lugar, |_tágar, debido debido aa su su tamaño, tamaño, los los chasis chasis modulares modulares requieren reguieren más más espacio espacio en en racks de racks de servidores servidores ya ya abarrotados, abarrotados, ocupando ocupando valioso espacio. En valioso espacio. En tercer tercer lugar, lugar, loslos chasis modulares chasis modulares requierenrequieren más energía más energía yy refrigeración, refrigeración, costos costos recurrentes recurrentes que que aumentan los aumentan los gastos gastos operativos operativos yy contribuyen contribuyen aa la la producción producción de de gases gases de de efecto efecto invernadero que invernadero que amenazan amenazan el el medio medio ambiente. ambiente. Una capa Una capa central central dedicada dedicada ofrece ofrece agregación agregación de de doble doble alojamiento alojamiento al al núcleo, núcleo, lo lo que que simplifica el simplifica el escalado escalado yy proporciona proporciona OSPFOSPF ECMP ECMP para para enlaces enlaces redundantes redundantes yy de de carga carga compartida. compartida. UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE Network without the core layer Network with the core layer Required connections/ cables to connect all distribution switches = N* N-1 8*8-1=56 Required ports on each switch = 7 UG UNIVERSIDAD GUAYAQUIL DE Small Form-Factor Pluggable Gilightoptics 16G 10G 256 50G 50G/1006 100G SFP SFP+ SFP28 SFP56 SFP-DD SFP112 1 electrical lane 1 electrical lane 1 electrical lane 1 electrical lane 2 electrical lanes 1 electrical lane 1Gbps Retimer 10Gbps Retimer 25 Gbps Retimer 53Gbps Retimer 256bps Retimer S56Gbps Retimer 112Gbps Retimer NRZ NRZ NRZ PAMA NRZ PAM4 PAMA 1Gbps 10Gbps 256bps 53Gbps 50Gbps 1126bps 1126bps £ O lightoptics? www.lightoptics.co.uk DDDDDDDDDDDDD GUAYAQUIL esumen: Capa Resumen: Capa central central * La La capa capa central central eses responsable responsable del del transporte transporte rápido rápido yy confiable confiable de de datos datos aa través través de de una una red. red. La La capa central capa central a menudo amenudo se se conoce conoce comocomo redred troncal troncal o o de de base base porque porque todas todas las las demás demás capas capas dependen de dependen de ella. ella. Su Su finalidad finalidad es es reducir reducir el el tiempo tiempo de de latencia latencia en en lala entrega entrega de de paquetes. paquetes. Los Los factores aa considerar factores considerar al al diseñar diseñar dispositivos dispositivos que que sese utilizarán utilizarán enen lala capa capa central central son:son: * Alta Alta tasa tasa dede transferencia transferencia de de datos: datos: la la velocidad velocidad es es importante importante en en lala capa capa central. central. Una Una forma forma en en que las que las redes redes centrales centrales permiten permiten altasaltas tasas tasas dede transferencia transferencia de de datos datos es es mediante mediante la la carga carga compartida, donde compartida, donde el el tráfico puede viajar tráfico puede viajar aa través través dede múltiples múltiples conexiones conexiones de de red. red. * Período Período de de baja baja latencia: latencia: la la capa capa central central normalmente normalmente utilizautiliza circuitos circuitos de de alta alta velocidad velocidad yy baja baja latencia que latencia que solo solo reenvían reenvían paquetes paquetes yy no no aplican aplican políticas. políticas. * Alta Alta confiabilidad: confiabilidad: múltiples múltiples rutas rutas de de datos datos garantizan garantizan una una alta alta tolerancia tolerancia aa fallasfallas dede la la red; red; SiSi una una ruta experimenta ruta experimenta un un problema, problema, el el dispositivo dispositivo puede puede descubrir descubrir rápidamente rápidamente una una nueva nueva ruta.ruta. * En En el el nivel nivel central, central, lala eficiencia eficiencia es es elel término clave. Menos término clave. Menos sistemas sistemas yy más más rápidos rápidos creancrean una una columna vertebral columna vertebral másmás eficiente. eficiente. HayHay varios varios equipos equipos disponibles disponibles para para lala capa capa central. central. Ejemplos Ejemplos de equipos de equipos CiscoCisco dede capa capa central central incluyen: incluyen: * Conmutadores Conmutadores Cisco Cisco como como 7000, 7000, 7200, 7200, 7500 7500 yy 12000 12000 (para (para uso uso WAN) WAN) * Conmutadores Conmutadores Catalyst Catalyst como como 6000, 6000, 5000 5000 yy 4000 4000 (para (para uso uso LAN) LAN) * Líneas Líneas T-1 T-1 y y E-1, E-1, conexiones conexiones Frame Frame Relay, Relay, redes redes ATM, ATM, servicio servicio de de datos datos multimegabit multimegabit conmutado conmutado (SMDS) (SMDS) DDDDDDDDDDDDD GUAYAQUIL Backbone network Backbone network design design layers layers * La La capa capa central central conecta conecta diferentes diferentes redes troncales, aa menudo redes troncales, menudo entre entre edificios. edificios. * Algunas Algunas organizaciones organizaciones no no son son lo lo suficientemente grandes suficientemente grandes como como para para tener una tener una capa capa central. central. * En tales casos, En tales casos, susu columna columna vertebral vertebral sólo abarca sólo abarca la la capa capa dede distribución. distribución. Core Layer Distribution Access Layer Layer The best practice network design Access Distribution DE GUAYAQUIL UNIVERSIDAD  Enrutamiento versus conmutación GUAYAC:I1, tamiento V€FSUS ConmutaCión Capa 2 Capa 2 versus versus Capa Capa 3 3 These links must be routed, not switched * Los Los enrutadores enrutadores proporcionan proporcionan más más aislamiento entre aislamiento entre dispositivos dispositivos (detienen (detienen las transmisiones) las transmisiones) * El El enrutamiento enrutamiento es es más más complicado, complicado, pero también pero también más más sofisticado sofisticado yy puede puede hacer un hacer un uso uso más más eficiente eficiente dede la la red, red, particularmente si particularmente si hay hay elementos elementos dede redundancia como redundancia como bucles. bucles. UUUUUU SIDAD DE GUAYAQUIL Red core En En el el centro centro de de su su red red deben deben estar estar los los enrutadores; enrutadores; debe debe ruta, ruta, no no cambiar. cambiar. e Los |Los enrutadores enrutadores brindan brindan aislamiento aislamiento entre entre subredes subredes * Un Un núcleo núcleo simple: simple: Border Router Core Router All router interfaces on a /SEDEIFBÍE subnet Fibygtr optic | Central Servers for campus GUAYAQUIL * En En el el ámbito ámbito de de la la infraestructura infraestructura dede redes, redes, las las redes redes troncales troncales sirven sirven como como base base para para una transmisión yy comunicación una transmisión comunicación de de datos datos eficiente. eficiente. * Dentro Dentro de de la la capa capa dede distribución, distribución, que que abarca abarca la la columna columna vertebral vertebral del del edificio, edificio, yy la la capa central, capa central, que que constituye constituye elel backbone backbone del del campus, campus, se se emplean emplean diversas diversas tecnologías yy arquitecturas tecnologías arquitecturas para para optimizar optimizar lala conectividad conectividad yy elel rendimiento. rendimiento.