La guía definitiva para el diseño de redes

Una vez que tenga una red en funcionamiento, su tarea principal como administrador de red es mantener su capacidad. Esta es principalmente una cuestión de agregar más hardware para satisfacer una mayor demanda de ancho de banda y más puntos finales para el personal. Sin embargo, solo puede lograr esta expansión de manera ordenada si tiene un marco de diseño establecido.

Cuando crea una nueva red, tiene el beneficio de una hoja limpia, que le brinda la oportunidad de diseñar un servicio que pueda expandirse fácilmente. Entonces, si se hace cargo de una red mal planificada, puede ser una buena idea diseñar el sistema desde cero y entonces mueva los recursos existentes para adaptarse a su diseño planificado.

En esta guía, leerá acerca de un sistema para crear un diseño, que le proporcionará el diseño de una nueva red. También se puede aplicar a las redes existentes para brindarles un mejor rendimiento. El esquema de esta guía sigue el sistema recomendado en el curso para Examen de Cisco Certified Network Associate

(CCNA) Por lo tanto, incluso si no es probable que se le dé la responsabilidad de crear un diseño de red en este momento, los consejos de esta guía al menos deberían ayudarlo a aprobar sus exámenes CCNA.

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Metodología de diseño

En última instancia, las redes existen únicamente para satisfacer las necesidades de una organización. Por supuesto, cada empresa, organización benéfica o asociación tiene que considerar requisitos únicos de su red. Por ejemplo, el hardware y las aplicaciones operativas que necesitará para crear una red en línea los negocios son diferentes al equipo que necesitará para el apoyo comercial de un ladrillo y mortero negocio.

Cuando considera el diseño de red, no necesita preocuparse desde el principio por la tarea de compilar una lista de requisitos de hardware. Eso vendrá después. En este momento, nos estamos centrando en el diseño de la red y no en la implementación de ese diseño. Al acercarnos a un nivel adicional de abstracción, al comienzo de un ejercicio de diseño, ni siquiera nos preocupa el diseño de la red o incluso su propósito. Primero, debe centrarse en la metodología que seguirá para diseñar la red.

Trabaje para crear un marco que defina una red y que atienda a la organización en cualquier momento en el futuro, no solo sus necesidades inmediatas. Las pautas de CCNA recomiendan adoptar un enfoque de arriba hacia abajo.

Enfoque de arriba hacia abajo

Tener la tarea de crear una red desde cero puede ser una experiencia desalentadora. La pregunta es ¿por dónde empiezas? La respuesta de arriba hacia abajo a esa pregunta es crear una jerarquía de objetivos y luego enumerar las tareas que deben lograrse para lograr cada objetivo. Una vez que ese plan esté en su lugar, entrará en un análisis de ruta crítica para ordenar las tareas y poder alcanzar la meta en el menor tiempo posible.

Una vez que sepa qué tareas deben iniciarse primero y qué tareas pueden realizarse en paralelo, podrá planificar los requisitos de recursos. Esto le dará la posibilidad de obtener los expertos correctos en el sitio en el momento adecuado y hacer que trabajen lo más rápido posible para reducir costos. También podrá redactar un requisito de inventario para saber cuándo necesita tener equipos disponibles.

En el enfoque de arriba hacia abajo, las consideraciones de compra de hardware ocurren como la última tarea en la lista.

Aproximaciones alternativas

El enfoque ascendente es el método de trabajo al que probablemente esté acostumbrado. Este es particularmente el caso si está expandiendo una red existente. En este escenario, el punto de partida del diseño es una lista de equipos. La premisa aquí es "¿qué tenemos ahora y qué equipo necesitaremos para entregar una red ampliada?"

El problema de un enfoque de abajo hacia arriba para el diseño de red es que solo se enfoca en la necesidad inmediata de cumplir con un requisito comercial específico. No pone el objetivo en el contexto de la red más amplia y la posible expansión futura; solo examina un área de la red que necesita ser mejorada. Este cambio podría afectar a otros servicios y ejercer presión sobre la capacidad de otras áreas de la infraestructura de la red.

El modelo de desarrollo ágil parece ser una metodología de abajo hacia arriba. Con el desarrollo ágil, tiene una idea aproximada de cómo cumplir un requisito, poner esa solución en colocar y luego ajustar los resultados una vez que los datos de uso entren y le brinden capacidad de la vida real requisitos El desarrollo ágil no se basa en conjeturas. De hecho, la metodología ágil puede solamente se logrará dentro de un marco, y es el plan de arriba hacia abajo que le dará a su diseño de red la estructura que permitirá una instalación rápida y ajustes recursivos.

Categorías de objetivos

Hay tres pasos básicos en el diseño de una red:

1. Identificar los requisitos de la red.
2. Documentar la red existente
3. Diseñar la topología de red y las soluciones.

Básicamente, necesita saber cómo debería terminar su red, qué es lo que tiene ahora y cómo va a pasar de uno a otro.

Puede parecer extraño trabajar primero en una identificación de requisitos en lugar de en la documentación de la red existente. Puede pensar que es más lógico comenzar con lo que tiene y luego ver qué pide el requisito. Sin embargo, esta secuencia de pasos solo se escribe dentro del contexto del proyecto de expansión. Ya debe tener un buen plan de su red y un inventario de su equipo que utiliza para la resolución de problemas cotidianos. La existencia de esta información facilitará mucho el paso 2.

Tabula Rasa

Cuando trabajas en un diseño de red, pensar en lo que ya tienes es una distracción. Si piensa en esos términos, terminará proporcionando una solución que se parece mucho a su sistema actual. Y esa podría no ser la mejor solución. Es mejor comenzar el diseño sin suposiciones, de lo contrario, nunca obtendrá una red que sea significativamente mejor que la que ya tiene.

Identificar los requisitos de red

El punto de partida para cualquier proyecto es un requisito comercial, que será establecido por un gerente no técnico en la organización. Probablemente se asociará con un gerente de proyecto comercial en el desarrollo de la red.

Requisitos de usuario

Debe obtener la especificación de lo proyectado para ser escrito en términos de un objetivo. Este objetivo debe enumerar:

• Requisitos de capacidad: por ejemplo, proporcionar acceso a X número de empleados, o atender a clientes Y por día
• Propósito: por ejemplo, software para ejecutar en la red, registros para almacenar
• Requisitos de desempeño: por ejemplo, "tiempos de respuesta aceptables"
• Requisito de ubicación: por ejemplo, todo en una oficina o permitiendo el acceso a trabajadores remotos
• Limitaciones de tiempo: por ejemplo, a finales del próximo mes
• Limitaciones presupuestarias: por ejemplo, el máximo que se puede gastar para proporcionar el servicio requerido

Requerimiento técnico

Los requisitos de usuario en términos generales pueden traducirse en términos que son significativos para el personal técnico, lo que hace avanzar las declaraciones de objetivos a problemas de capacidad específicos. Este paso también requiere más investigación sobre el objetivo objetivo del requisito del usuario. A partir de esto, debería poder enumerar:

• Nuevo software para ser utilizado
• Soluciones de almacenamiento
• Tipos de dispositivos finales: por ejemplo, computadoras de escritorio, BYOD, WiFi, dispositivos móviles, impresoras, etc.
• Número de usuarios
• Requisitos de ancho de banda

También debe poder determinar si los nuevos requisitos afectarán a toda la red o solo a un área geográfica. Por ejemplo, una nueva práctica comercial, como la introducción de un ERP, probablemente agregaría tráfico a cada enlace en una red de oficina. La incorporación de nuevo personal en el departamento de recursos humanos solo agregaría tráfico a la red (que se encuentra entre los dispositivos el nuevo personal utiliza para acceder a la red), así como los servidores y equipos a los que ese personal necesitará acceder.

Acuerdo de objetivos

Por lo tanto, tiene los Requisitos del usuario documentados y una descripción general de los servicios de TI que deberían alcanzar esos objetivos. Luego, escriba estos objetivos del proyecto en un documento y haga que el administrador de usuarios lo firme antes de continuar.

Guardar nuevos requisitos para proyectos futuros

Una vez que tenga un acuerdo de objetivos, habrá establecido los parámetros del proyecto y podrá evitar que se agreguen requisitos adicionales. Surgirán nuevos requisitos a medida que avance el proyecto. Sin embargo, estos deben anotarse y establecerse como objetivos a ser considerados para un proyecto de seguimiento, y no se les debe permitir retrasar o desviar el esfuerzo de trabajo para el proyecto actual.

La creación o expansión de una red está inevitablemente vinculada al software y a los requisitos de procesamiento de datos de la organización. Sin embargo, las consideraciones sobre la compra de software y la capacidad del servidor deben dividirse como objetivos separados.

Elimine el lenguaje vago de sus objetivos

A los fines de esta guía, solo nos estamos centrando en la planificación del diseño de la red. El acuerdo de objetivos, por lo tanto, debe escribirse después el administrador de usuarios ya evaluó las opciones de software y formó un claro requisito de personal para el negocio.

Escriba cifras precisas en el objetivo siempre que sea posible, ya que la imprecisión sobre los objetivos de rendimiento es inevitable cuando se comunica con personal no técnico. Sin embargo, el número de usuarios que se espera agregar a la red, el número y tipo de puntos finales, y el número de visitantes que se espera que ingresen a un sitio web, deben indicarse claramente.

Si no ajusta su acuerdo de objetivos, el administrador de usuarios utilizará objetivos vagos como una puerta trasera para expandir el proyecto. Y luego, tendrá que responder preguntas sobre por qué no pudo cumplir con su presupuesto y calendario de entrega acordados.

Documentar la red existente

Con suerte, ya tiene un software de administración de red efectivo. Esa herramienta podrá proporcionarle un informe de estado sobre el rendimiento actual de la red. Si está creando una nueva red, el rendimiento existente de la red no es aplicable, solo tendrá que omitir este paso.

Hacer un inventario del equipo en el sitio

Como debería poder reunir la capacidad de cada dispositivo y cable de su red con su monitor de red, no es una pérdida de tiempo incluir un examen de todos los equipos de la red. Sin embargo, los requisitos geográficos de su acuerdo de objetivos deberían permitirle limitar el alcance del ejercicio de planificación. Por ejemplo, si ejecuta una WAN, está agregando diez puntos finales nuevos a un sitio. Su análisis de impacto podría restringirse razonablemente al equipo de red y al cable en el sitio donde se realizará la expansión. Si esos puntos finales se utilizarán para comunicarse con un servidor remoto, entonces el enlace de Internet a ese servidor también es relevante para el proyecto.

Mapear la topología de la red

Tome una copia de su topología de red existente, ya sea digital o físicamente, y marque un esquema alrededor de esa parte de la red que se verá afectada por el cambio. Cree una lista de los dispositivos y enlaces en esa área limitada. Para cada elemento en la red, anote:

• Capacidad de ancho de banda del dispositivo
• Promedio de demanda de ancho de banda actual
• Máxima demanda de ancho de banda actual

Para cada conmutador en su red, tenga en cuenta estos factores adicionales:

• Número actual de puertos ocupados
• Conexiones actuales a dispositivos vecinos
• Conexiones actuales a puntos finales
• Cantidad de puertos disponibles

Marque en el mapa de red la ubicación de cualquier equipo nuevo, como las computadoras de escritorio requeridas, y luego pruebe el rutas entre el cambio más cercano hasta el destino probable para el nuevo tráfico que el proyecto generar. Para cada ruta identificada, dibuje la ruta, mostrando el cable y los dispositivos de red en secuencia. Anote el elemento de menor capacidad en cada ruta, y luego registre el promedio y la demanda máxima en esa ruta, enlace por enlace y de extremo a extremo.

Capas de diseño

Una vez que esté en la fase de diseño de su proyecto, debe examinar los nuevos requisitos y si su equipo y diseño existentes contribuirán a cumplir el objetivo. El curso CCNA divide el diseño de la red en tres capas:

• Núcleo
• Distribución
• Acceso

Cada una de estas capas requiere diferentes consideraciones de diseño:

Consideraciones de diseño de la capa central

La capa Core es la columna vertebral de la red. Cuando planifica este aspecto de su red, examina el equipo físico que necesitará. Recuerde establecer el alcance de la consideración de la capa Core en la parte de la red que se verá afectada por el proyecto. Se centrará en los requisitos para:

• Enrutadores y conmutadores
• Balanceo de carga
• Redundancia de ruta
• Requisitos de enlace de alta velocidad
• Protocolos de enrutamiento óptimos

En Internet, todos los enrutadores deben implementar el Protocolo Border Gateway. Sin embargo, dentro de los límites de su red privada, tiene muchas más opciones y puede elegir el protocolo de enrutamiento que mejor se adapte al propósito de su red.

El requisito de equilibrio de carga y las consideraciones de enrutamiento son interdependientes. Por ejemplo, el Protocolo Spanning Tree limita las opciones de enrutamiento a una sola ruta y no le permitirá dividir el tráfico. Intente crear redundancia en la ruta para proporcionar cobertura para la falla de la ruta principal.

Considere implementar:

• Protocolo Mejorado de Ruteamiento a Puerto Interior de Salida
• Abrir el primer protocolo de ruta más corta

Requisitos de hardware

Investigue los requisitos de hardware para su protocolo elegido. Por ejemplo, es posible que necesite usar enrutadores dentro de la red donde normalmente puede instalar conmutadores. Priorice el equipo que tiene características a prueba de fallas, como módulos de administración adicionales, componentes de soporte doble (fuentes de alimentación y ventiladores), y un diseño basado en el chasis que facilita la asociación de equipos duplicados.

Topología de la red

El siguiente problema a considerar es la topología de red, ¿debería considerar las opciones de malla completa y malla parcial? La topología que elija dependerá del tamaño de su red, el número de enlaces redundantes que construya y su elección del protocolo de enrutamiento.

Consideraciones de diseño de la capa de distribución

La capa de distribución examina los límites entre sistemas. Esto incluye la interacción entre su red y el mundo exterior, o entre el área de la red que está bajo consideración y el resto de la red. Las condiciones de borde cubiertas en la capa Distribución también incluyen las interacciones entre la capa Acceso y la capa Núcleo.

Como esta capa se refiere a los límites de su red, se centra en enrutadores en lugar de conmutadores. Considerará las entradas y salidas de tráfico con las que tiene que lidiar su diseño de capa Core. Concéntrese en estos factores:

• Filtrado de tráfico
• Control de acceso
• Resumen de ruta
• Protección del núcleo
• Tráfico entre VLAN

Dando forma al tráfico

En esta capa, observará las posibles medidas de modelación del tráfico, como la priorización y las colas en el límite de la red.

• Piense en cómo se pueden mejorar las instalaciones de la topología de red mediante la consideración de enrutamiento para proporcionar a algunos nodos un acceso más rápido a servicios esenciales, como servidores de aplicaciones o almacenamiento. Considere el enlace troncal y el equilibrio de carga con el etiquetado QoS para que los usuarios específicos obtengan un mejor rendimiento de sus aplicaciones clave.
• Si tiene un servidor web y opera una sucursal de la red aislada del sistema de su oficina, la interacción entre esas zonas sería competencia de la capa de Distribución. Considere instalar grupos de equipos y equilibrio de carga en la puerta de enlace en recursos externos. Aplique redundancia de recursos para rutas de acceso de importancia crítica.
• Considere las listas de control de acceso (ACL) para filtrar el tráfico de Internet o una DMZ en su red central.

Protocolos de enrutamiento recomendados

Cisco recomienda un par de metodologías de enrutamiento más para la capa de Distribución que para la capa Core. Considerar:

• Protocolo Mejorado de Ruteamiento a Puerto Interior de Salida
• Abrir el primer protocolo de ruta más corta
• Protocolo de información de enrutamiento versión 2
• Protocolo de sistema intermedio a sistema intermedio

Todos estos protocolos incluyen procedimientos para el resumen de ruta, que es un elemento importante de optimización de red requerido en la capa de Distribución. En particular, debe evitar los métodos de enrutamiento con clase para la capa de distribución. Estos especificarán rutas individuales para todo el tráfico, lo cual es ineficiente al alimentar el tráfico a la red y no aprovecha al máximo sus esfuerzos de subredes.

Consideraciones de diseño de la capa de acceso

Mientras que la capa de Distribución observa cómo se alimenta el tráfico desde otras redes, la capa de Acceso se preocupa por cómo los puntos finales del usuario se conectan a la red central. En esta capa final, ya tiene planificadas las capas de red central y distribución. Cuando se trata de puntos finales, no tiene que preocuparse por cómo el tráfico de un punto final atravesará la red central, a través de un enrutador y a través de Internet a recursos remotos. Solo necesita examinar cómo el tipo y la ubicación de los dispositivos de usuario afectarán los patrones de tráfico de la red central.

Como los dispositivos de usuario superan en gran medida a cualquier otro tipo de equipo en una red de oficina, esta sección podría ser la sección más importante del diseño. Sin embargo, en el caso de las pequeñas empresas basadas en Internet, es posible que no tenga mucho trabajo por hacer en la capa de acceso. A medida que los servicios en la nube y el teletrabajo se vuelven más frecuentes, los conceptos de puntos finales se vuelven menos importantes.

Aplicaciones intensivas en recursos

En esta capa, examinará el equipo de sus armarios de cableado y sus ubicaciones. Las aplicaciones más críticas que necesitarán mucha atención en la capa de acceso son las utilidades interactivas que se ejecutan en VLAN: servicios de voz y video. Aquí, deberá implementar el etiquetado de QoS para mantener el tráfico de su VLAN distinto de su red de datos. También debe considerar priorizar estos tipos de tráfico, ya que la velocidad de entrega es fundamental para su funcionalidad.

Virtualizaciones

Las virtualizaciones también son responsabilidad de la capa de acceso. Sin embargo, las pautas de CCNA mencionan esta tecnología solo brevemente. Si está estudiando consideraciones de diseño de red para una implementación real, pasará mucho más tiempo investigando sus requisitos de virtualización que usted gastará en sus VLAN. Sin embargo, si está estudiando para los exámenes CCNA, concéntrese más en conocer los problemas de VLAN porque aparecen en el examen más de virtualizaciones

Dispositivos móviles

El equipo inalámbrico debe considerarse en la capa de acceso y la gestión de dispositivos móviles también es una consideración clave en esta capa. Deberá investigar el software de administración de dispositivos móviles y decidir si va a alentar al usuario de los dispositivos propiedad de los empleados o si va a suministrar todos los dispositivos móviles.

Factores de diseño de red

En última instancia, deberá agregar un software de administración de red cuando diseñe su red. Considere las recomendaciones en el Revisión de consejos adictivos del software de administración de red como pauta.

¿Sigue una metodología diferente para el diseño de redes? ¿Ha pasado por los exámenes CCNA y luego implementó el modelo de tres capas en un diseño de red real? Deje un mensaje en la sección de Comentarios a continuación y comparta sus experiencias.