Selección de Dispositivos de Red: Hardware del Switch

Se describe las características adecuadas de hardware del switch para que admita los requisitos de las redes de pequeñas o medianas empresas.

Cuando se diseña una red, es importante seleccionar el hardware adecuado para cumplir con los requisitos actuales de la red, así como para permitir su crecimiento. Dentro de una red empresarial, tanto los switches como los routers desempeñan un papel muy importante en la comunicación de red.

1. Categorías de Switch

Existen cinco categorías de switches para redes empresariales, que se muestran en la Imagen 1:

• Switches LAN de campus: para escalar el rendimiento de la red en una LAN empresarial, pueden utilizarse switches de núcleo, de distribución, de acceso y compactos. Estas plataformas de switch varían de switches sin ventilador con ocho puertos fijos a switches de 13 blades que admiten cientos de puertos. Las plataformas de switches LAN de campus incluyen los switches de Cisco de las series 2960, 3560, 3750, 3850, 4500, 6500 y 6800.
• Switches administrados en la nube: los switches de acceso administrados a través de la nube Cisco Meraki permiten el apilamiento virtual de switches. Estos controlan y configuran miles de puertos de switch en la Web, sin intervención del personal presencial de TI.
• Switches de centros de datos: los centros de datos se deben armar sobre la base de switches que promuevan la escalabilidad de la infraestructura, la continuidad de funcionamiento y la flexibilidad de transporte. Las plataformas de switches de centro de datos incluyen los switches de las series Cisco Nexus y Cisco Catalyst 6500.
• Switches de proveedores de servicios: estos switches se dividen en dos categorías, switches de agregación y switches de acceso Ethernet. Los switches de agregación son switches Ethernet de nivel de prestadora de servicios que agregan tráfico en el perímetro de la red. Los switches de acceso Ethernet de proveedores de servicios cuentan con inteligencia de aplicación, servicios unificados, virtualización, seguridad integrada y administración simplificada.
• Redes virtuales: las redes se vuelven cada vez más virtuales. Las plataformas de switches de redes virtuales Cisco Nexus proporcionan servicios multiinquilino seguros al incorporar tecnología de inteligencia de virtualización a la red del centro de datos.

1.1. Factores de forma

Al seleccionar los switches, los administradores de red deben determinar los factores de forma de estos. Esto incluye las características de configuración fija (Izquierda), configuración modular (Centro), apilable (Derecha) y no apilable. El grosor del switch, que se expresa en el número de unidades de rack, también es importante en el caso de los switches que se montan en un rack. Por ejemplo, los switches de configuración fija son todas unidades de un rack (1U).

Además de estas consideraciones, se destacan otras consideraciones empresariales comunes para tener en cuenta al seleccionar el equipo de switch:

• Costo: el costo de un switch depende de la cantidad y la velocidad de las interfaces, de las funciones admitidas y de la capacidad de expansión.
• Densidad de puertos: los switches de red deben admitir una cantidad adecuada de dispositivos en la red.
• Alimentación: hoy en día, es común alimentar puntos de acceso, teléfonos IP e incluso switches compactos mediante la alimentación por Ethernet. Algunos switches basados en bastidor admiten fuentes de alimentación redundantes.
• Confiabilidad: el switch debe proporcionar acceso continuo a la red.
• Velocidad de puerto: la velocidad de la conexión de red es uno de los aspectos fundamentales para los usuarios finales.
• Buffers para tramas: la capacidad que tiene el switch de almacenar tramas es importante en las redes donde puede haber puertos congestionados conectados a servidores o a otras áreas de la red.
• Escalabilidad: en general, la cantidad de usuarios en una red aumenta con el tiempo; por lo tanto, el switch debe proporcionar la posibilidad de crecimiento.

2. Densidad de puertos

La densidad de puertos de un switch se refiere al número de puertos disponibles en un único switch. En la ilustración se muestra la densidad de puertos de tres switches diferentes.

• Los switches de configuración fija generalmente admiten hasta 48 puertos en un único dispositivo. Presentan opciones para hasta cuatro puertos adicionales para dispositivos de factor de forma conectable (SFP) pequeños. Las altas densidades de puerto permiten un mejor uso del espacio y la energía limitados.

Si hay dos switches de 24 puertos cada uno, podrían admitir hasta 46 dispositivos, dado que al menos uno de los puertos de cada switch se pierde en la conexión de cada switch al resto de la red. Además, se requieren dos tomas de alimentación eléctrica.

Por otra parte, si hay un único switch de 48 puertos, se pueden admitir 47 dispositivos; en este caso, se utiliza un solo puerto para conectar el switch al resto de la red y un solo tomacorriente para admitir el switch.

• Los switches modulares pueden admitir altas densidades de puertos mediante el agregado de varias tarjetas de línea de puertos de switch. Por ejemplo, algunos switches Catalyst 6500 pueden admitir más de 1000 puertos de switch.

Las grandes redes empresariales que admiten muchos miles de dispositivos de red requieren switches modulares de alta densidad para lograr el mejor uso del espacio y de la energía. Sin el uso de un switch modular de alta densidad, la red necesitaría muchos switches de configuración fija para incluir el número de dispositivos que necesitan acceso a la red. Este enfoque puede consumir muchas tomas de alimentación eléctrica y mucho espacio en el armario.

3. Velocidades de reenvío

Las tasas de reenvío definen las capacidades de procesamiento de un switch mediante la estimación de la cantidad de datos que puede procesar por segundo el switch.

Como se muestra en la ilustración, las líneas de productos de switch se clasifican según las velocidades de reenvío. Los switches básicos presentan velocidades de reenvío inferiores que los switches de nivel empresarial. Es importante considerar las velocidades de reenvío cuando se selecciona un switch.

Si la velocidad es demasiado baja, no puede incluir una comunicación de velocidad de cable completa a través de todos sus puertos de switch. La velocidad de cable es la velocidad de datos que puede obtener cada puerto Ethernet en el switch. Las velocidades de datos pueden ser 100 Mb/s, 1 Gb/s, 10 Gb/s o 100 Gb/s.

4. Alimentación por Ethernet

La alimentación por Ethernet (PoE) permite que un switch suministre alimentación a un dispositivo a través del cableado Ethernet existente. Esta característica se puede utilizar en teléfonos IP y algunos puntos de acceso inalámbrico.

PoE brinda una mayor flexibilidad al instalar puntos de acceso inalámbrico y teléfonos IP, lo que permite que se puedan instalar en cualquier lugar que tenga un cable Ethernet. El administrador de red debe asegurarse de que se requieran las características de PoE, debido a que los switches que admiten PoE son costosos.

Los switches compactos relativamente nuevos de Cisco de las series Catalyst 2960-C y 3560-C admiten paso a través de PoE. El paso a través de PoE permite que el administrador de red alimente los dispositivos PoE conectados al switch, así como al switch mismo, por medio de energía obtenida de ciertos switches ascendentes.

5. Switching multicapa

Generalmente, los switches multicapa se implementan en las capas de núcleo y de distribución de la red conmutada de una organización. Los switches multicapa se caracterizan por la capacidad de crear una tabla de routing, por admitir algunos protocolos de routing y por reenviar los paquetes IP a una velocidad similar a la de reenvío de capa 2. Los switches multicapa suelen admitir hardware especializado, como los circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Los ASIC, junto con estructuras de datos de software dedicadas, pueden simplificar el reenvío de paquetes IP en forma independiente de la CPU.

En el ámbito de la tecnología de redes, hay una tendencia hacia un entorno conmutado puramente de capa 3. Cuando se comenzaron a utilizar switches en las redes, ninguno de ellos admitía routing. Hoy en día, casi todos los switches lo hacen. Es probable que pronto todos los switches incorporen un procesador de ruta, dado que el costo de hacerlo es cada vez menor en relación con otras limitaciones. Finalmente, el término “switch multicapa” será redundante.