Cisco CCNA – Características de las arquitecturas de topología de red

Descripción de las Características de las Arquitecturas de Topología de Red

En la certificación Cisco CCNA, es crucial entender las diferentes arquitecturas de topología de red. A continuación, exploramos las características de varias arquitecturas comunes.

1.2.a Two-tier

Contexto

La arquitectura de dos niveles, también conocida como topología de red colapsada, es común en redes pequeñas a medianas. Consiste en dos capas principales: la capa de acceso y la capa de núcleo/distribución combinada.

 

Características

En esta arquitectura, los switches de acceso conectan directamente a los dispositivos finales y a un número reducido de switches de núcleo/distribución que manejan el tráfico entre los switches de acceso y la red principal.

 

Ventajas

La simplicidad y el costo reducido son las principales ventajas de la arquitectura de dos niveles. Es fácil de implementar y gestionar.

 

Desventajas

Puede no ser adecuada para redes más grandes debido a limitaciones de escalabilidad y redundancia.

 

Implementación Práctica

Supongamos que tenemos una pequeña empresa con 100 empleados. Queremos implementar una red simple que sea fácil de gestionar y económica. Usaremos una arquitectura de dos niveles.

 

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• 1 switch de núcleo/distribución Cisco Catalyst 9300.
• 5 switches de acceso Cisco Catalyst 9200, cada uno conectando 20 computadoras.

 

Configuración del Switch de Núcleo/Distribución

Conectar los switches de acceso al switch de núcleo/distribución utilizando enlaces troncalizados.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/1
description Conexión al switch de acceso 1
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet0/2
description Conexión al switch de acceso 2
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet0/3
description Conexión al switch de acceso 3
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet0/4
description Conexión al switch de acceso 4
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet0/5
description Conexión al switch de acceso 5
switchport mode trunk
exit

Configuración de los Switches de Acceso

 

Configurar cada switch de acceso para que se conecte al switch de núcleo/distribución.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/1
description Conexión al switch de núcleo
switchport mode trunk
exit

Configurar las interfaces de acceso en los switches de acceso.

interface range GigabitEthernet0/2 – 24
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit

 

Configuración de VLANs

Configurar VLANs en el switch de núcleo/distribución y propagarlas a los switches de acceso.

enable
configure terminal
vlan 10
name Red_de_Usuarios
exit 

 

interface Vlan10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
exit

Configurar el protocolo de enrutamiento entre VLANs si es necesario.
ip routing

 

 

 

1.2.b Three-tier

Contexto

La arquitectura de tres niveles se utiliza en redes empresariales más grandes. Incluye tres capas: acceso, distribución y núcleo.

 

Características

La capa de acceso conecta los dispositivos finales, la capa de distribución agrega el tráfico de múltiples switches de acceso y la capa de núcleo proporciona una conectividad rápida y eficiente entre la capa de distribución y los recursos de la red principal.

 

Ventajas

Ofrece alta escalabilidad, redundancia y mejor gestión del tráfico.

 

Desventajas

Es más compleja y costosa de implementar y gestionar en comparación con la arquitectura de dos niveles.

 

Implementación Práctica

Supongamos que tenemos una empresa grande con 500 empleados distribuidos en varios departamentos. Queremos implementar una red que sea escalable y que pueda manejar un alto volumen de tráfico de manera eficiente. Utilizaremos una arquitectura de tres niveles.

 

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• 2 switches de núcleo Cisco Catalyst 9500.
• 4 switches de distribución Cisco Catalyst 9300.
• 10 switches de acceso Cisco Catalyst 9200, cada uno conectando 50 computadoras.

 

Configuración del Switch de Núcleo

1. Configurar los switches de núcleo para manejar el tráfico entre los switches de distribución.

enable
configure terminal
interface TenGigabitEthernet1/1/1
description Conexión al switch de distribución 1
switchport mode trunk
exit 

 

interface TenGigabitEthernet1/1/2
description Conexión al switch de distribución 2
switchport mode trunk
exit 

 

interface TenGigabitEthernet1/1/3
description Conexión al switch de distribución 3
switchport mode trunk
exit

 

interface TenGigabitEthernet1/1/4
description Conexión al switch de distribución 4
switchport mode trunk
exit

 

Configuración de los Switches de Distribución

2. Configurar los switches de distribución para manejar el tráfico entre los switches de acceso y los switches de núcleo.

enable
configure terminal
interface TenGigabitEthernet1/0/1
description Conexión al switch de núcleo 1
switchport mode trunk
exit

 

interface TenGigabitEthernet1/0/2
description Conexión al switch de núcleo 2
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet1/0/1
description Conexión al switch de acceso 1
switchport mode trunk
exit

 

interface GigabitEthernet1/0/2
description Conexión al switch de acceso 2
switchport mode trunk
exit

 

Configuración de los Switches de Acceso

3. Configurar los switches de acceso para conectar los dispositivos finales y manejar el tráfico hacia los switches de distribución.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet1/0/1
description Conexión al switch de distribución 1
switchport mode trunk
exit 

 

interface range GigabitEthernet1/0/2 – 24
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit

 

Configuración de VLANs

4. Configurar VLANs en los switches de núcleo y de distribución, y propagar las VLANs a los switches de acceso.

Configuración en el switch de núcleo:

enable
configure terminal
vlan 10
name Red_de_Usuarios
exit

 

interface Vlan10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
exit

Configuración en los switches de distribución:

enable
configure terminal
vlan 10
name Red_de_Usuarios
exit

5. Configurar el protocolo de enrutamiento entre VLANs si es necesario.
ip routing

1.2.c Spine-leaf

Contexto

La arquitectura spine-leaf es común en centros de datos y entornos de redes modernas. Se compone de switches spine (columna vertebral) y switches leaf (hoja).

 

Características

En esta arquitectura, cada switch leaf se conecta a todos los switches spine, lo que proporciona múltiples caminos para el tráfico de datos, minimizando la latencia y mejorando el rendimiento.

 

Ventajas

Alta escalabilidad, baja latencia y redundancia robusta son las principales ventajas de la arquitectura spine-leaf.

 

Desventajas

Puede ser costosa de implementar debido a la cantidad de conexiones necesarias.

 

Implementación Práctica

Supongamos que estamos implementando una red en un centro de datos moderno que requiere alta disponibilidad y rendimiento. Utilizaremos una arquitectura spine-leaf para lograr estos objetivos.

 

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• 2 switches spine Cisco Nexus 9500.
• 4 switches leaf Cisco Nexus 9300.

 

Configuración de los Switches Spine

1. Configurar los switches spine para manejar el tráfico entre los switches leaf.

enable
configure terminal
interface Ethernet1/1
description Conexión al switch leaf 1
switchport mode trunk
exit

 

interface Ethernet1/2
description Conexión al switch leaf 2
switchport mode trunk
exit 

 

interface Ethernet1/3
description Conexión al switch leaf 3
switchport mode trunk
exit

 

interface Ethernet1/4
description Conexión al switch leaf 4
switchport mode trunk
exit

 

Configuración de los Switches Leaf

2. Configurar los switches leaf para conectarse a todos los switches spine.

enable
configure terminal
interface Ethernet1/1
description Conexión al switch spine 1
switchport mode trunk
exit

 

interface Ethernet1/2
description Conexión al switch spine 2
switchport mode trunk
exit

interface Ethernet1/3
description Conexión al switch spine 1
switchport mode trunk
exit

interface Ethernet1/4
description Conexión al switch spine 2
switchport mode trunk
exit

 

Configuración de VLANs

3. Configurar VLANs en los switches leaf y spine.

Configuración en los switches spine:

enable
configure terminal
vlan 10
name Red_de_Usuarios
exit

 

Configuración en los switches leaf:
enable
configure terminal
vlan 10
name Red_de_Usuarios
exit

 

Configuración de Enrutamiento

4. Configurar el protocolo de enrutamiento en los switches spine para gestionar el tráfico entre VLANs si es necesario.
ip routing

 

1.2.d WAN

Contexto

Las redes de área amplia (WAN) conectan redes geográficamente dispersas. Son esenciales para conectar oficinas remotas y sucursales con la sede principal.

 

Características

Utilizan tecnologías como MPLS, VPN, enlaces dedicados y la Internet pública para transportar el tráfico de datos entre ubicaciones.

 

Ventajas

Permiten la comunicación y el intercambio de datos a larga distancia.

 

Desventajas

Pueden ser costosas y complejas de gestionar debido a la diversidad de tecnologías y proveedores involucrados.

 

Implementación Práctica

Supongamos que una empresa tiene una sede principal y dos sucursales remotas. Queremos implementar una red WAN para conectar estas ubicaciones utilizando VPN sobre Internet pública.

 

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• Routers Cisco ISR 4321 en la sede principal y en cada sucursal.

 

Configuración del Router en la Sede Principal

1. Configurar la interfaz WAN para conectarse a Internet.

2. Configurar una VPN para conectar con las sucursales.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0/0
description Conexión a Internet
ip address dhcp
no shutdown
exit

 

crypto isakmp policy 10
encryption aes
hash sha
authentication pre-share
group 2
exit

 

crypto isakmp key ClaveSecreta address 203.0.113.1
crypto isakmp key ClaveSecreta address 203.0.113.2

crypto ipsec transform-set TRANSFORMSET esp-aes esp-sha-hmac
exit

 

crypto map CRYPTOMAP 10 ipsec-isakmp
set peer 203.0.113.1
set transform-set TRANSFORMSET
match address 100
exit

 

crypto map CRYPTOMAP 20 ipsec-isakmp
set peer 203.0.113.2
set transform-set TRANSFORMSET
match address 100
exit

 

interface GigabitEthernet0/0/0
crypto map CRYPTOMAP
exit

 

access-list 100 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 192.168.2.0 0.0.0.255
access-list 100 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 192.168.3.0 0.0.0.255

 

Configuración del Router en la Sucursal 1

1. Configurar la interfaz WAN para conectarse a Internet.

2. Configurar una VPN para conectar con la sede principal.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0/0
description Conexión a Internet
ip address dhcp
no shutdown
exit

 

crypto isakmp policy 10
encryption aes
hash sha
authentication pre-share
group 2
exit

 

crypto isakmp key ClaveSecreta address 198.51.100.1

crypto ipsec transform-set TRANSFORMSET esp-aes esp-sha-hmac
exit

 

crypto map CRYPTOMAP 10 ipsec-isakmp
set peer 198.51.100.1
set transform-set TRANSFORMSET
match address 100
exit

 

interface GigabitEthernet0/0/0
crypto map CRYPTOMAP
exit

 

access-list 100 permit ip 192.168.2.0 0.0.0.255 192.168.1.0 0.0.0.255

 

Configuración del Router en la Sucursal 2

1. Configurar la interfaz WAN para conectarse a Internet.

2. Configurar una VPN para conectar con la sede principal.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0/0
description Conexión a Internet
ip address dhcp
no shutdown
exit

 

crypto isakmp policy 10
encryption aes
hash sha
authentication pre-share
group 2
exit

 

crypto isakmp key ClaveSecreta address 198.51.100.1

crypto ipsec transform-set TRANSFORMSET esp-aes esp-sha-hmac
exit

 

crypto map CRYPTOMAP 10 ipsec-isakmp
set peer 198.51.100.1
set transform-set TRANSFORMSET
match address 100
exit

 

interface GigabitEthernet0/0/0
crypto map CRYPTOMAP
exit

 

access-list 100 permit ip 192.168.3.0 0.0.0.255 192.168.1.0 0.0.0.255

1.2.e Small office/home office (SOHO)

 

Contexto

Las redes SOHO están diseñadas para pequeñas oficinas y oficinas en el hogar, proporcionando conectividad para un número limitado de dispositivos.

 

Características

Generalmente, utilizan routers y switches de clase empresarial pequeña, puntos de acceso inalámbrico y dispositivos todo en uno que combinan múltiples funciones de red.

 

Ventajas

Son económicas, fáciles de implementar y suficientes para necesidades básicas de conectividad.

 

Desventajas

Pueden no escalar bien para mayores demandas y pueden carecer de algunas características avanzadas de seguridad y gestión.

 

Implementación Práctica

Supongamos que queremos configurar una red SOHO para una oficina en casa con 5 empleados. Necesitamos proporcionar conectividad tanto por cable como inalámbrica para los dispositivos de los empleados.

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• 1 router Cisco RV260.
• 1 switch Cisco SG250-08.
• 1 punto de acceso inalámbrico Cisco WAP150.

 

Configuración del Router

1. Configurar la interfaz WAN para conectarse a Internet.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0
description Conexión a Internet
ip address dhcp
no shutdown
exit

2. Configurar la red LAN y el servicio DHCP.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/1
description Conexión a Internet
ip address dhcp
no shutdown
exit

 

interface GigabitEthernet0/2
description Conexión a la LAN
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown
exit

 

ip dhcp pool LAN_POOL
network 192.168.1.0 255.255.255.0
default-router 192.168.1.1
dns-server 8.8.8.8 8.8.4.4
exit

 

Configuración del Switch

1. Conectar el switch al router y configurar las interfaces de acceso.

enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/1
description Conexión al router
switchport mode trunk
exit

 

interface range GigabitEthernet0/2 – 8
description Conexión a dispositivos de la LAN
switchport mode access
switchport access vlan 1
exit

 

Configuración del Punto de Acceso Inalámbrico

1. Configurar la interfaz inalámbrica con un SSID y una clave de seguridad.

enable
configure terminal
interface Dot11Radio0
ssid MiRedWiFi
authentication open
authentication key-management wpa
wpa-psk ascii 0 MiClaveSecreta
exit

 

interface Dot11Radio0
bridge-group 1
exit

 

interface GigabitEthernet0
bridge-group 1
exit

 

1.2.f On-premise and cloud

 

Contexto

Las arquitecturas de red pueden estar basadas en instalaciones locales (on-premise) o en la nube (cloud). Cada enfoque tiene sus características específicas.

 

On-premise

Las redes on-premise se gestionan y mantienen internamente en la infraestructura física de la organización. Ofrecen un control total sobre los recursos y la seguridad.

 

Ventajas

Control total, personalización y cumplimiento con regulaciones específicas.

 

Desventajas

Requiere una inversión significativa en hardware, software y personal especializado.

 

Cloud

Las redes en la nube utilizan servicios y recursos proporcionados por proveedores de cloud. Ofrecen flexibilidad y escalabilidad según las necesidades.

 

Ventajas

Escalabilidad, costos iniciales reducidos y acceso a tecnologías avanzadas sin necesidad de gran infraestructura.

 

Desventajas

Dependencia del proveedor de servicios, posibles preocupaciones de seguridad y cumplimiento.

 

Implementación Práctica

Supongamos que una empresa necesita alojar su aplicación empresarial y sus bases de datos. Evaluaremos dos enfoques: on-premise y en la nube.

 

Enfoque On-Premise

La empresa decide implementar su infraestructura on-premise. Utiliza servidores y equipos de red ubicados en su propio centro de datos.

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes equipos:

• 2 servidores Dell PowerEdge R740.
• 1 switch Cisco Catalyst 9300.
• 1 firewall Cisco ASA 5506-X.

Configuración del Servidor

1. Configurar la red en los servidores.

2. Configurar el switch y el firewall para gestionar el tráfico de red y proporcionar seguridad.

// Configuración de la red en el servidor
# ip addr add 192.168.1.10/24 dev eth0
# ip route add default via 192.168.1.1

// Configuración del switch
enable
configure terminal
interface GigabitEthernet1/0/1
description Conexión al servidor 1
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit

 

interface GigabitEthernet1/0/2
description Conexión al servidor 2
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit

 

vlan 10
name Servidores
exit

 

// Configuración del firewall
enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/1
nameif inside
security-level 100
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown
exit

 

interface GigabitEthernet0/0
nameif outside
security-level 0
ip address dhcp
no shutdown
exit

 

access-list OUTSIDE_IN extended permit ip any any
access-group OUTSIDE_IN in interface outside

 

Solución

Con esta configuración, la empresa tiene control total sobre su infraestructura de red y servidores. Esto permite una personalización completa y el cumplimiento con regulaciones específicas.

Resultados

La solución on-premise ofrece control total y personalización, pero requiere una inversión significativa en hardware, software y personal especializado.

 

Enfoque Cloud

La empresa decide utilizar servicios en la nube para alojar su aplicación empresarial y sus bases de datos. Utiliza un proveedor de servicios en la nube como AWS o Azure.

 

Topología

En esta red, utilizaremos los siguientes servicios:

• 1 instancia de servidor virtual en AWS EC2.
• 1 base de datos gestionada en AWS RDS.
• 1 balanceador de carga en AWS ELB.

 

Configuración de la Instancia EC2

1. Lanzar una instancia EC2 y configurar la red.

2. Configurar la seguridad y los permisos en el grupo de seguridad de la instancia.

// Configuración de la instancia EC2
# ip addr add 10.0.0.10/24 dev eth0
# ip route add default via 10.0.0.1

 

// Configuración del grupo de seguridad
aws ec2 authorize-security-group-ingress –group-id sg-12345678 –protocol tcp –port 80 –cidr 0.0.0.0/0
aws ec2 authorize-security-group-ingress –group-id sg-12345678 –protocol tcp –port 443 –cidr 0.0.0.0/0

 

 

Para obtener más información y profundizar en la configuración de redes Cisco, te recomendamos nuestros cursos: Cisco CCNA 200-301 – Prácticas de configuración en español y Pack de Cursos Cisco CCNA.