Las líneas de productos de switches Cisco se utilizan a gran escala en todo el mundo, en gran parte debido a la flexibilidad que proporcionan para opciones complementarias. Cisco IOS no solo tiene el conjunto más
261 completo de características disponibles en relación con cualquier otro sistema operativo de red, sino que además el IOS está diseñado a la medida de cada dispositivo de red de Cisco, en especial, los switches. Para ilustrar las opciones disponibles, que son realmente demasiadas para enumerarlas aquí, nos enfocamos en los switches Catalyst 3560. Los switches Catalyst 3560 tienen puertos de factor de forma conectable pequeño (SFP) que admiten una cantidad de módulos de transceptor SFP. Aquí se presenta una lista de los módulos SFP admitidos en uno o más tipos de switches 3560:
Módulos SFP Fast Ethernet:
100BASE-FX (fibra óptica multimodo [MMF]) para 2 km 100BASE-LX10 (fibra óptica monomodo [SMF]) para 2 km 100BASE-BX10 (SMF) para 10 km
100BASE-EX (SMF) para 40 km 100BASE-ZX (SMF) para 80 km Módulos SFP Gigabit Ethernet:
1000BASE-SX de 50/62,5 μm (MMF), hasta 550/220 m
1000BASE-LX/LH (SMF/MMF), hasta 10 km/0,550 km, respectivamente 1000BASE-ZX (SMF), hasta 70 km
1000BASE-BX10-D y 1000BASE-BX10-U (SMF), hasta 10 km 1000BASE-T (transceptor de hilos de cobre)
Módulos SFP de 10 Gigabit Ethernet: 10G-SR (MMF), hasta 400 m
10G-SR-X (MMF), hasta 400 m (admiten un intervalo de temperatura extendido) 10G-LRM (MMF), hasta 220 m
FET-10G (MMF), hasta 100 m (para uplinks de estructura Nexus) 10G-LR (SMF), hasta 10 km
10G-LR-X (SMF), hasta 10 km (admiten un intervalo de temperatura extendido) 10G-ER (SMF), hasta 40 km
10G-ZR (SMF), hasta 80 km
Cable de conductores axiales retorcidos (transceptor de hilos de cobre), hasta 10 m Fibra óptica activa, hasta 10 m (para conexiones entre bastidores e intrabastidor)
Los módulos 40 Gigabit Ethernet y 100 Gigabit Ethernet son compatibles con los dispositivos Cisco de alta gama, como Catalyst 6500, el router CRS, el router de la serie ASR 9000 y el switch de la serie Nexus 7000.
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Capítulo 5: Ethernet 5.3.3.1 Comparación de conmutación de capa 2 y conmutación de capa 3
Además de determinar los diversos factores de forma de switch, es posible que también sea necesario elegir entre un switch LAN de capa 2 y un switch de capa 3.
Recuerde que los switches LAN de capa 2 llevan a cabo los procesos de conmutación y filtrado solo según la dirección MAC de la capa de enlace de datos (capa 2) del modelo OSI y dependen de los routers para pasar datos entre subredes IP independientes (consulte la figura 1).
Como se muestra en la figura 2, un switch de capa 3, como el Catalyst 3560, funciona de manera similar a un switch de capa 2, como el Catalyst 2960, pero en lugar de utilizar solo la información de la dirección MAC de la capa 2 para las decisiones de reenvío, los switches de capa 3 también pueden utilizar la información de la dirección IP. En lugar de aprender qué direcciones MAC están vinculadas con cada uno de sus puertos, el switch de Capa 3 puede también conocer qué direcciones IP están relacionadas con sus interfaces. Esto permite que el switch de capa 3 también dirija el tráfico a través de la red sobre la base de la información de la dirección IP.
Los switches de Capa 3 son también capaces de llevar a cabo funciones de enrutamiento de Capa 3, con lo cual se reduce la necesidad de colocar routers dedicados en una LAN. Dado que los switches de Capa 3 cuentan con un hardware de conmutación especializado, pueden normalmente enviar datos con la misma rapidez con la que pueden conmutar.
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Capítulo 5: Ethernet 5.3.3.2 Cisco Express Forwarding
Los dispositivos Cisco que admiten conmutación de capa 3 utilizan Cisco Express Forwarding (CEF). Este método de reenvío es muy complejo, pero afortunadamente, como sucede con todas las buenas tecnologías, gran parte de lo que sucede se produce “detrás de escena”. Por lo general, CEF requiere muy poca configuración en los dispositivos Cisco.
Básicamente, CEF desacopla la interdependencia estricta habitual entre la toma de decisiones de capa 2 y de capa 3. Lo que lentifica el reenvío de paquetes IP es la referencia constante en ambos sentidos entre las construcciones de capa 2 y capa 3 dentro de un dispositivo de red. Entonces, en la medida en que se puedan desacoplar las estructuras de datos de capa 2 y la capa 3, se acelera el reenvío.
Los dos componentes principales de la operación de CEF son los siguientes: Base de información de reenvío (FIB)
Tablas de adyacencia
La FIB es conceptualmente similar a una tabla de enrutamiento. Un router utiliza la tabla de enrutamiento para determinar el mejor camino hacia una red de destino sobre la base de la porción de red de la dirección IP de destino. Con CEF, la información que antes se almacenaba en la caché de la ruta se almacena ahora en varias estructuras de datos para la conmutación CEF. Las estructuras de datos proporcionan búsquedas optimizadas para un reenvío de paquetes eficaz. Los dispositivos de red utilizan la tabla de búsqueda de FIB para tomar decisiones de conmutación basadas en el destino sin tener que acceder a la caché de la ruta. La FIB se actualiza cuando se producen cambios en la red y contiene todas las rutas conocidas hasta ese momento.
La tabla de adyacencia mantiene las direcciones de siguiente salto de la capa 2 para todas las entradas de FIB.
La separación de la información de posibilidad de conexión (en la tabla FIB) y de la información de reenvío (en la tabla de adyacencia), ofrece varias ventajas:
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264 La tabla de adyacencia se puede crear independientemente de la tabla FIB, lo que permite que ambas se
creen sin que haya paquetes en proceso de conmutación.
La reescritura del encabezado MAC utilizada para reenviar paquetes no se almacena en las entradas de caché, por lo tanto, los cambios en una cadena de reescritura de encabezado MAC no requiere la invalidación de las entradas de caché.
CEF está habilitado de manera predeterminada en la mayoría de los dispositivos Cisco que realizan conmutación de capa 3.