Dispositivos y Protocolos utilizados en Red Pequeña

Red Pequeña
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Resumen

Para cumplir con los requisitos de los usuarios, incluso las redes pequeñas requieren planificación y diseño. La planificación asegura que se consideren debidamente todos los requisitos, factores de costo y opciones de implementación. La confiabilidad, la escalabilidad y la disponibilidad son partes importantes del diseño de una red.

Para admitir y ampliar una red pequeña, se necesita estar familiarizado con los protocolos y las aplicaciones de red que se ejecutan en ella. Los protocolos de red comunes incluyen DNS, Telnet, SMTP, POP, DHCP, HTTP y FTP.

Aprenda a identificar los dispositivos y los protocolos utilizados en una red pequeña. Además, se explica la forma en que una red pequeña sirve como base de redes más grandes.

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Capítulo 11 del curso de Cisco CCNA 1, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 1 para guiarse del índice.

Hasta este punto en el curso (CCNA 1), hemos considerado los servicios que una red de datos puede proporcionar a la red humana, hemos examinado las características de cada capa del modelo OSI y las operaciones de los protocolos TCP/IP y observamos en detalle Ethernet, una tecnología LAN universal.

El siguiente paso consiste en aprender cómo reunir estos elementos para formar una red que funcione y se pueda mantener.

1. Topologías de redes pequeñas

La mayoría de las empresas son pequeñas empresas. Por lo tanto, es de esperarse que la mayoría de las redes sean redes pequeñas.

En las redes pequeñas, el diseño de la red suele ser simple. La cantidad y el tipo de dispositivos en la red se reducen considerablemente en comparación con una red más grande.

En general, las topologías de red para las redes pequeñas constan de un único router y uno o más switches. Las redes pequeñas también pueden tener puntos de acceso inalámbrico (posiblemente incorporados al router) y teléfonos IP. En cuanto a la conexión a Internet, normalmente tienen una única conexión WAN proporcionada por una conexión DSL, por cable o Ethernet.

La administración de una red pequeña requiere muchas de las mismas habilidades necesarias para administrar redes más grandes. La mayor parte del trabajo se centra en el mantenimiento y la resolución de problemas de equipos existentes, así como en la protección de los dispositivos y de la información de la red.

Red típica de pequeña empresa

Imagen 1: se muestra la típica red de una pequeña empresa.

2. Selección de dispositivos para redes pequeñas

Para cumplir con los requisitos de los usuarios, incluso las redes pequeñas requieren planificación y diseño. La planificación asegura que se consideren debidamente todos los requisitos, factores de costo y opciones de implementación.

Una de las primeras consideraciones de diseño al implementar una red pequeña es el tipo de dispositivos intermediarios que se utilizarán para dar soporte a la red. Para ello, se deben tener en cuenta varios factores:


  • Costo: El costo es uno de los factores más importantes al seleccionar equipos para la red de una pequeña empresa. El costo de un switch o un router se determina sobre la base de sus capacidades y características. La capacidad del dispositivo incluye la cantidad y los tipos de puertos disponibles, además de la velocidad de backplane. También se debe tener en cuenta el costo del tendido de cable necesario para conectar cada dispositivo de la red.
  • Velocidad y tipos de puertos e interfaces: Elegir la cantidad y el tipo de puertos en un router o un switch es una decisión fundamental.
  • Capacidad de expansión: Los dispositivos de red incluyen configuraciones físicas modulares y fijas. Las configuraciones fijas tienen un tipo y una cantidad específica de puertos o interfaces. Los dispositivos modulares tienen ranuras de expansión que proporcionan la flexibilidad necesaria para agregar nuevos módulos a medida que aumentan los requisitos. Se debe tener el cuidado de seleccionar las interfaces y los módulos adecuados para los medios específicos, ya que los routers pueden utilizarse para conectar diferentes cantidades y tipos de redes.

2.1. Características y servicios de los sistemas operativos

Según la versión del sistema operativo, los dispositivos de red pueden admitir determinados servicios y características, por ejemplo:

  • Seguridad
  • QoS
  • VoIP
  • Conmutación de Capa 3
  • NAT
  • DHCP

Los routers pueden ser costosos según las interfaces y las características necesarias. Los módulos adicionales, como la fibra óptica, aumentan el costo de los dispositivos de red.

3. Direccionamiento IP para redes pequeñas

Al implementar una red pequeña, es necesario planificar el espacio de direccionamiento IP. Todos los hosts dentro de una internetwork deben tener una dirección exclusiva.

Los siguientes son ejemplos de diferentes tipos de dispositivos que afectan el diseño de IP:

  • Dispositivos finales para usuarios
  • Servidores y periféricos
  • Hosts a los que se accede desde Internet
  • Dispositivos intermediarios

La planificación y el registro del esquema de direccionamiento IP ayudan al administrador a realizar un seguimiento de los tipos de dispositivos. Por ejemplo, si se asigna una dirección de host entre los rangos 50 y 100 a todos los servidores, resulta fácil identificar el tráfico de servidores por dirección IP.

Nota. Si las direcciones para estos recursos no son planificadas y documentadas, no es posible controlar fácilmente la seguridad y accesibilidad de los dispositivos.

Cada uno de estos diferentes tipos de dispositivos debería asignarse a un bloque lógico de direcciones dentro del rango de direcciones de la red.

Planificación y asignación de direcciones IPv4

Imagen 2: Planificación y asignación de direcciones IPv4

4. Redundancia en redes pequeñas

Otra parte importante del diseño de red es la confiabilidad. Incluso las pequeñas empresas con frecuencia dependen en gran medida de la red para su operación. Una falla en la red puede tener consecuencias muy costosas.

Para mantener un alto grado de confiabilidad, se requiere redundancia en el diseño de red. La redundancia ayuda a eliminar puntos de error únicos. Existen muchas formas de obtener redundancia en una red. La redundancia se puede obtener mediante la instalación de equipos duplicados, pero también se puede obtener al suministrar enlaces de red duplicados en áreas fundamentales, como se muestra en la ilustración.

Redundancia en redes pequeñas

Imagen 3: Redundancia a una granja de servidores

Cuanto más pequeña es la red, menor es la posibilidad de que la redundancia de los equipos sea accesible.

Por lo general, las redes pequeñas proporcionan un único punto de salida a Internet a través de uno o más gateways predeterminados. Con un router en la topología, la única redundancia en términos de rutas de capa 3 se obtiene utilizando más de una interfaz Ethernet interna en el router.

Sin embargo, si el router falla, toda la red pierde la conectividad a Internet. Por este motivo, puede ser recomendable para las pequeñas empresas contratar una cuenta con una opción de menor costo a un segundo proveedor de servicios a modo de respaldo.

5. Consideraciones de diseño para una red pequeña

Los usuarios esperan un acceso inmediato a sus correos electrónicos y a los archivos que están compartiendo o actualizando. Para contribuir al aseguramiento de esta disponibilidad, el diseñador de la red debe llevar a cabo los siguientes pasos:

  • Paso 1. Aportar seguridad a los servidores de archivos y de correo en una ubicación centralizada.
  • Paso 2. Proteger la ubicación contra el acceso no autorizado mediante la implementación de medidas de seguridad lógica y física.
  • Paso 3. Crear redundancia en la granja de servidores para asegurar que no se pierdan los archivos si falla un dispositivo.
  • Paso 4. Configurar rutas redundantes a los servidores.

Además, en las redes modernas suelen utilizarse alguna forma de video o voz sobre IP para comunicarse con los clientes y los socios comerciales. Este tipo de red convergente se implementa como solución integrada o como forma adicional de datos sin procesar superpuestos en la red IP.

El administrador de red debe tener en cuenta los diversos tipos de tráfico y su tratamiento en el diseño de la red. Los routers y switches en una red pequeña se deben configurar para admitir el tráfico en tiempo real, como voz y video, de forma independiente del tráfico de otros datos.

De hecho, un buen diseño de red clasifica el tráfico cuidadosamente según la prioridad:

Establecimiento de prioridades de tráfico

Imagen 4: Establecimiento de prioridades de tráfico

Las clases de tráfico pueden ser tan específicas como las siguientes:

  • Transferencia de archivos
  • Correo electrónico
  • Voz
  • Vídeo
  • Mensajería
  • Transaccional

En definitiva, el objetivo de un buen diseño de red, incluso para una red pequeña, es aumentar la productividad de los empleados y reducir el tiempo de inactividad de la red.

6. Aplicaciones comunes en redes pequeñas

La utilidad de las redes depende de las aplicaciones que se encuentren en ellas. Dentro de la capa de aplicación hay dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: las aplicaciones de red y los servicios de la capa de aplicación.

6.1. Aplicaciones de red

Las aplicaciones son los programas de software que se utilizan para comunicarse a través de la red. Algunas aplicaciones de usuario final reconocen la red, lo que significa que implementan los protocolos de la capa de aplicación y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores del stack de protocolos.

Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de este tipo de aplicaciones.

6.2. Servicios de la capa de aplicación

Otros programas pueden necesitar la asistencia de los servicios de la capa de aplicación para utilizar recursos de red, como la transferencia de archivos o la administración de las colas de impresión en la red.

Los distintos tipos de datos, ya sean de texto, gráficos o video, requieren distintos servicios de red para asegurar que estén correctamente preparados para que los procesen las funciones que se encuentran en las capas inferiores del modelo OSI.

Cada servicio de red o aplicación utiliza protocolos que definen los estándares y los formatos de datos que se deben utilizar. Sin protocolos, la red de datos no tendría una manera común de formatear y direccionar los datos. Es necesario familiarizarse con los protocolos subyacentes que rigen la operación de los diferentes servicios de red para entender su función.

7. Protocolos comunes de una red pequeña

La mayor parte del trabajo de un técnico, ya sea en una red pequeña o una red grande, está relacionada de alguna manera con los protocolos de red. Los protocolos de red admiten los servicios y aplicaciones que usan los empleados en una red pequeña. Los protocolos de red comunes incluyen los siguientes:

  • DNS: Servicio que proporciona la dirección IP de un sitio Web o un nombre de dominio para que un host pueda conectarse a él.
  • Telnet: Servicio que permite a los administradores conectarse a un host desde una ubicación remota y controlar el host como si hubieran iniciado sesión en forma local.
  • IMAP, SMTP, POP (correo electrónico): Utiliza el protocolo simple de transferencia de correo (SMTP), el protocolo de oficina de correos (POP3) o protocolo de acceso a mensajes de Internet (IMAP).
  • DHCP: Servicio que asigna la dirección IP, la máscara de subred, el gateway predeterminado y demás información a los clientes.
  • HTTP: Se utiliza para transferir información entre clientes Web y servidores Web.
  • FTP: Servicio que permite la descarga y la subida de archivos entre un cliente y un servidor.

Estos protocolos de red conforman el conjunto de herramientas fundamental de los profesionales de red. Cada uno de estos protocolos de red define lo siguiente:

  • Procesos en cualquier extremo de una sesión de comunicación.
  • Tipos de mensajes.
  • Sintaxis de los mensajes.
  • Significado de los campos informativos.
  • Cómo se envían los mensajes y la respuesta esperada.
  • Interacción con la capa inferior siguiente.

Muchas compañías establecieron una política de utilización de versiones seguras de estos protocolos, siempre que sea posible. Estos protocolos son HTTPS, SFTP y SSH.

8. Aplicaciones en tiempo real para redes pequeñas

Además de los protocolos de red comunes que se describieron anteriormente, las empresas modernas, incluso las pequeñas, suelen utilizar aplicaciones en tiempo real para comunicarse con los clientes y los socios.

Si bien es posible que una compañía pequeña no pueda justificar el costo de una solución Cisco Telepresence para empresas, existen otras aplicaciones en tiempo real que son accesibles y justificables para las pequeñas empresas.

El administrador de red debe asegurarse de que se instalen los equipos adecuados en la red y que se configuren los dispositivos de red para asegurar la entrega según las prioridades.

  • Infraestructura: Para admitir las aplicaciones en tiempo real propuestas y existentes, la infraestructura debe adaptarse a las características de cada tipo de tráfico. Se debe determinar si los switches y el cableado existentes pueden admitir el tráfico que se agregará a la red.
  • VoIP: VoIP utiliza routers con capacidades de voz. Estos routers convierten la voz analógica de señales telefónicas tradicionales en paquetes IP. Luego de ello, el router envía dichos paquetes entre las ubicaciones correspondientes. VoIP es mucho más económico que una solución de telefonía IP integrada.
  • Telefonía IP: En la telefonía IP, el teléfono IP propiamente dicho realiza la conversión de voz a IP. En las redes con solución de telefonía IP integrada, no se requieren routers con capacidades de voz. Los teléfonos IP utilizan un servidor dedicado para el control y la señalización de llamadas.
  • Aplicaciones en tiempo real: Para transportar streaming media de manera eficaz, la red debe ser capaz de admitir aplicaciones que requieran entrega dependiente del factor tiempo. El Protocolo de transporte en tiempo real (RTP, Real-Time Transport Protocol) y el Protocolo de control de transporte en tiempo real (RTCP, Real-Time Transport Control Protocol) admiten este requisito.

9. Escalamiento de redes pequeñas

El crecimiento es un proceso natural para muchas pequeñas empresas, y sus redes deben crecer en consecuencia. En forma ideal, el administrador de red tiene un plazo suficiente para tomar decisiones inteligentes acerca del crecimiento de la red con relación al crecimiento de la compañía.

Para escalar una red, se requieren varios elementos:

  • Documentación de la red: topología física y lógica.
  • Inventario de dispositivos: lista de dispositivos que utilizan o conforman la red.
  • Presupuesto: presupuesto de TI detallado, incluido el presupuesto de adquisición de equipos para el año fiscal.
  • Análisis de tráfico: se deben registrar los protocolos, las aplicaciones, los servicios y sus respectivos requisitos de tráfico.

Estos elementos se utilizan para fundamentar la toma de decisiones que acompaña el escalamiento de una red pequeña.

10. Evolución de los requisitos de los protocolos

Los administradores de red deben ser conscientes de cómo cambia el uso de la red. Como se muestra en la ilustración, los administradores de redes pequeñas tienen la capacidad de obtener “instantáneas” de TI en persona del uso de aplicaciones por parte de los empleados para una porción considerable de la fuerza laboral a través del tiempo.

Procesos de Software en Red

Imagen 5: Procesos de Software en Red

Generalmente, estas instantáneas incluyen la siguiente información:

  • OS y versión del OS
  • Aplicaciones Non-Network
  • Aplicaciones de red
  • Uso de CPU
  • Utilización de unidades
  • Utilización de RAM

El registro de instantáneas de los empleados en una red pequeña durante un período determinado resulta muy útil para informar al administrador de red sobre la evolución de los requisitos de los protocolos y los flujos de tráfico relacionados.

Por ejemplo, es posible que algunos empleados utilicen recursos externos, como los medios sociales, para posicionar mejor una compañía en términos de marketing. Cuando estos empleados comenzaron a trabajar para la compañía, es posible que no le hayan dado tanta importancia a la publicidad basada en Internet. Este cambio en la utilización de recursos puede requerir que el administrador de red cambie la asignación de los recursos de red en consecuencia.

Es responsabilidad del administrador de red realizar un seguimiento de los requisitos de utilización y de flujo de tráfico de la red, e implementar modificaciones en la red para optimizar la productividad de los empleados a medida que la red y la empresa crecen.

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