Switches Ethernet: 5 métodos de red

Echemos un vistazo a los cinco métodos de red parainterruptor.

 

Las redes con alrededor de 100 usuarios se consideran pequeñas a redes comerciales de tamaño mediano. Surge una pregunta común: ¿una red con 100 conexiones requiere un interruptor central?

En general, las redes con menos de 50 conexiones no necesitan un interruptor de núcleo; Un interruptor de 2 capa combinado con un enrutador debería ser suficiente. Sin embargo, una red con 100 conexiones, típica de una red pequeña a mediana, experimenta una carga moderada, siempre es una posibilidad de que ocurra la latencia de datos.

Los interruptores de núcleo suelen ser interruptores de la capa 3, proporcionando un enrutamiento eficiente, la segmentación de VLAN y otras características de gestión de redes. Los interruptores de Clay 3 Core realizan el enrutamiento IP a través del hardware, y su software de enrutamiento optimizado mejora la eficiencia de enrutamiento, resolviendo los problemas de velocidad del enrutamiento tradicional basado en software. Otra función importante de3- interruptores de capaes conectar subredes de manera eficiente sin comprometer la velocidad.

También ofrecen una buena expansión, ya que se reservan varias interfaces de módulos de expansión. Si los dispositivos deben agregarse más adelante, el diseño de la red y los dispositivos existentes no necesitan cambiarse; Simplemente puede ampliar su configuración, protegiendo sus inversiones iniciales.

Por lo tanto, para redes tan pequeñas a medianas, nuestra solución de red es:

En este plan, cada oficina se asigna a una VLAN independiente con una subred separada, utilizando conmutadores de capa 2 para la capa de acceso. Un interruptor de capa 3 de tamaño mediano sirve como interruptor central para reenviar datos en las subredes, con el firewall que funciona para conectarse a Internet después de la traducción de direcciones.

Cada interruptor de capa 2 acomoda alrededor de 12 usuarios, y cada puerto en el interruptor de capa 3 de tamaño mediano se asigna a diferentes VLAN. Esto garantiza la separación de datos entre las oficinas, aumentando efectivamente las velocidades de Internet para cada oficina. Las transferencias de datos entre las oficinas son manejadas por el interruptor de la capa 3, evitando la pérdida de paquetes gracias al rendimiento de reenvío de tasa de línea del Switch.

Se recomienda que los interruptores de la capa 2 utilizados aquí tengan al menos 16 100 M Ports Ethernet-More si es posible. Sin embargo, si las cámaras de monitoreo tienen tasas de bits altas, los interruptores de 100 m pueden ser insuficientes.

Este plan de red no incluye dispositivos de capa de agregación debido a la pequeña escala de la red, lo que elimina la necesidad de ellos.

 

Clasificamos redes con 300-800 usuarios como redes empresariales de tamaño mediano. Se hace difícil administrar las redes una vez que crecen en tamaño, ya no es práctico usar la pequeña configuración de red. Para tales redes, podemos usar la siguiente configuración:

A medida que aumenta el número de usuarios, continuamos utilizando los interruptores de la capa 2 exclusivamente para el acceso. Introducimos un nuevo dispositivo (interruptor de agregación de capa 2) para la agregación.

Elabremos sobre el papel de la capa de agregación:
La capa de agregación sirve como punto focal para interruptores de capa de acceso múltiples, administrando todo el tráfico desde esos dispositivos y proporcionando enlaces ascendentes a la capa central. Por lo tanto, en comparación con los interruptores de capa de acceso, los interruptores de capa de agregación requieren un mayor rendimiento, menos interfaces pero mayores tasas de conmutación.

Las funciones principales de la capa de agregación incluyen:

 

Agregando el tráfico de usuarios desde la capa de acceso y el manejo de la transmisión de paquetes de datos, el reenvío y la conmutación;

Basado en el tráfico de usuarios de la capa de acceso, la realización de enrutamiento local, el filtrado, el equilibrio de carga, la gestión de prioridad de QoS, los mecanismos de seguridad, la traducción de direcciones IP, la configuración del tráfico, la gestión de multidifusión y más;

Dirigir el tráfico de usuarios a la capa o enrutamiento de interruptor central en función de los resultados del procesamiento;

Manejo de diversas conversiones de protocolo (como resumen de enrutamiento y redistribución), asegurar que las conexiones de capa de núcleo puedan ejecutar regiones con diferentes protocolos.

Las conexiones entre los interruptores de agregación de la capa 2 y los interruptores de la capa 3 deben utilizar líneas de gigabit para minimizar la latencia que podría surgir de un mayor número de dispositivos involucrados en la transferencia de datos de la red.

Los interruptores de agregación de la capa 2 deben tener numerosos puertos Ethernet de 100 m (para agregar interruptores de múltiples capa 2) y varios puertos Gigabit Ethernet (para capacidades de enlace ascendente de alta velocidad). Estos interruptores deben admitir el reenvío de velocidad de línea completa y características como IEEE802.1Q, agregación de puertos (troncal), control de tarifas portuarias, gestión de colas prioritarias, etc., para cumplir con los requisitos especializados en varias situaciones de acceso.

 

Para redes empresariales con un recuento de usuarios que excede 1, 000 pero menos de 3, 000, nuestra solución de red es la siguiente:

A primera vista, la topología de la red puede parecer compleja, pero en un examen más detallado, el principio es el mismo que la red de tamaño mediano que discutimos anteriormente. A medida que la escala de la red se expande aún más, confiar en un interruptor de una sola capa 3, ya que el núcleo de la red puede reducir el rendimiento de procesamiento de la red. Podría haber una tensión con potencial para recursos insuficientes.

Todo el tráfico generado por el usuario llega a este dispositivo, lo que significa que tiene que procesar una gran cantidad de unidades de datos de protocolo. Por lo tanto, si una red a gran escala todavía solo usa un dispositivo central, su CPU estará increíblemente ocupada. Esto da como resultado una mayor latencia en la respuesta a los datos de los usuarios, dando a los usuarios la impresión de que la red ha disminuido. Por lo tanto, es necesario agregar otro interruptor de capa 3 para compartir la carga, lo que explica la presencia de múltiples interruptores de capa 3 en la red.

Para las conexiones entre los interruptores de la capa 3, podemos agregar múltiples enlaces de gigabit para formar una conexión de mayor velocidad. Esto asegura que los datos no estén bloqueados entre los interruptores de la capa 3, manteniendo las características de intercambio de alta velocidad de la red.

 

Cuando el número de usuarios excede 5, 000, lo clasificamos como una red empresarial grande. Nuestra configuración para dicha red es la siguiente:

Al analizar esta topología, observamos la introducción de más interruptores. Para una red tan a gran escala, el uso de múltiples conmutadores de capa 3 múltiples (como más de cuatro), ya que los dispositivos centrales aumentarían la latencia de intercambio de datos. Es posible que algunos datos necesiten atravesar todos los interruptores de la capa 3, incluidos los retrasos del acceso de la capa 2 y los interruptores de agregación, lo que lleva a un retraso de reenvío excesivo y, por lo tanto, a una red más lenta.

Por lo tanto, la introducción de grandes dispositivos de conmutación (interruptores de núcleoo enrutadores centrales) es necesario para reducir el número de dispositivos que deben pasar los datos.

Los interruptores de núcleo (o enrutadores centrales) generalmente tienen capacidades robustas, lo que les permite conectarse directamente a Internet. Si la red empresarial requiere un alto nivel de seguridad, se puede utilizar equipos de firewall dedicados entre el interruptor central e Internet.

En cuanto a la capa de acceso, si elegir 100 m ointerruptores de gigabitpuede ser determinado por la demanda de ancho de banda del usuario, que se ha cubierto previamente.

 

Para grandes campus o redes de construcción, no solo podemos usar los métodos de red de conmutadores tradicionales mencionados anteriormente, sino también emplear redes ópticas.

Red totalmente óptica para proyectos de monitoreo de redes

Una red totalmente óptica utiliza conexiones de fibra con una jerarquía de red aplanada, lo que permite el acceso a múltiples servicios unificados para las oficinas.
El ancho de banda de cada ONU se puede ajustar dinámicamente entre 2M a 1 Gbps, con un ancho de banda promedio de enlace ascendente de alrededor de 30 m por ONU, lo que significa que un puerto OLT puede transportar alrededor de 240 canales de transmisión de video (a través de la fibra principal).

 

Guardar: los divisores ópticos reemplazan los interruptores de agregación, ofreciendo un sistema pasivo sin mantenimiento y ahorra espacio.
Alcance: la fibra GPON cubre largas distancias de hasta 20 km sin relés.
Velocidad: el diseño de red plana ofrece comunicación directa, única y baja latencia.
Facilidad: Configuración y administración de dispositivos centralizados, con aprovisionamiento automático de servicios y capacidades de plug-and-play.