Modelos Jerárquicos de las redes.

¿Qué es un diseño Jerárquico en la 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. Solo el tráfico destinado a otras redes se traslada a una capa superior.

La capa de núcleo (Core Layer)

La capa central es literalmente el “núcleo” de la red. Situada en la parte superior de la jerarquía, la capa central es responsable de transportar grandes cantidades de tráfico de manera confiable y rápida con el único propósito de mover tráfico lo más rápido posible.

El tráfico transportado a través del núcleo es de todos los usuarios. Sin embargo, recordemos que los datos del usuario se procesan en la capa de distribución, donde se reenvían las solicitudes al núcleo si es necesario. Si hay una falla en el núcleo, todos los usuarios pueden verse afectados, por lo que la velocidad y la latencia son unas de las principales preocupaciones.

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.
• 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.

La capa de distribución (Distribution layer)

La capa de distribución a veces se conoce también como “capa de grupo de trabajo” y es el punto de comunicación entre la capa de acceso y el núcleo. 

La función de la capa de distribución es proporcionar enrutamiento, filtrado y acceso a la WAN y determinar cómo los paquetes pueden acceder al núcleo, en caso de ser necesario.

La capa de distribución debe determinar la manera más rápida en que las solicitudes son manejadas. Por ejemplo, cómo se reenvía una solicitud de archivo a un servidor. Una vez que la capa de distribución determina la mejor ruta, reenvía la solicitud a la capa núcleo. Posteriormente, la capa central transporta la solicitud al servicio correcto rápidamente.

La capa de distribución es el lugar para implementar políticas para la red. Aquí podemos ejercer una flexibilidad considerable para definir el funcionamiento de una red.

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.

La capa de acceso (The Access layer)

La capa de acceso controla el acceso de usuarios y grupos de trabajo a los recursos de la red interna. Los recursos de red que la mayoría de los usuarios necesitan se encuentran disponibles localmente en esta capa. Aquí se maneja cualquier tráfico para servicios remotos. 

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

En el siguiente video podrán visualizar una explicación sobre las tres capas del modelo jerárquico.