El Modelo Jerárquico de 3 Capas de

El modelo jerárquico de 3 capas de Cisco
Posted by Luis R. en 2008/11/28
La jerarquía tiene muchos beneficios en el diseño de las redes y nos ayuda a hacerlas más
predecibles. En si, definimos funciones dentro de cada capa, ya que las redes grandes
pueden ser extremadamente complejas e incluir múltiples protocolos y tecnologías; así, el
modelo nos ayuda a tener un modelo fácilmente entendible de una red y por tanto a decidir
una manera apropiada de aplicar una configuración.
Cisco's Hierarchical Model
Entre las ventajas que tenemos de separar las redes en 3 niveles tenemos que es más fácil
diseñar, implementar, mantener y escalar la red, además de que la hace más confiable, con
una mejor relación costo/beneficio. Cada capa tiene funciones específicas asignadas y no se
refiere necesariamente a una separación física, sino lógica; así que podemos tener distintos
dispositivos en una sola capa o un dispositivo haciendo las funciones de más de una de las
capas.
Las capas y sus funciones típicas son:
 La capa de Acceso (access layer): Conmutación (switching); controla a los usuarios

y el acceso de grupos de trabajo (workgroup access) o los recursos de internetwork,
y a veces se le llama desktop layer. Los recursos más utilizados por los usuarios
deben ser ubicados localmente, pero el tráfico de servicios remotos es manejado
aquí, y entre sus funciones están la continuación de control de acceso y políticas,
creación de dominios de colisión separados (segmentación), conectividad de grupos
de trabajo en la capa de distribución (workgroup connectivity). En esta capa se lleva
a cabo la conmutación Ethernet (Ethernet switching), DDR y ruteo estático (el
dinámico es parte de la capa de distribución). Es importante considerar que no
tienen que ser routers separados los que efectúan estas funciones de diferentes
capas, podrían ser incluso varios dispositivos por capa o un dispositivo haciendo
funciones de varias capas.
 La capa de Distribución (distribution layer): Enrutamiento (routing); también a
veces se llama workgroup layer, y es el medio de comunicación entre la capa de
acceso y el Core. Las funciones de esta capa son proveer ruteo, filtrado, acceso a la
red WAN y determinar que paquetes deben llegar al Core. Además, determina cuál
es la manera más rápida de responder a los requerimientos de red, por ejemplo,
cómo traer un archivo desde un servidor.
Aquí además se implementan las políticas de red, por ejemplo: ruteo, access-list,
filtrado de paquetes, cola de espera (queuing), se implementa la seguridad y
políticas de red (traducciones NAT y firewalls), la redistribución entre protocolos de
ruteo (incluyendo rutas estáticas), ruteo entre VLANs y otras funciones de grupo de
trabajo, se definen dominios de broadcast y multicast.
Debemos evitar que se hagan funciones en esta capa que son exclusivas de otras
capas.
 La capa de Núcleo (core layer): Backbone; es literalmente el núcleo de la red, su

única función es switchear tráfico tan rápido como sea posible y se encarga de
llevar grandes cantidades de tráfico de manera confiable y veloz, por lo que la
latencia y la velocidad son factores importantes en esta capa. El tráfico que
transporta es común a la mayoría de los usuarios, pero el tráfico se procesa en la
capa de distribución que a su vez envía las solicitudes al core si es necesario. EN
caso de falla se afecta a todos los usuarios, por lo que la tolerancia a fallas es
importante.
Además, dada la importancia de la velocidad, no hace funciones que puedan
aumentar la latencia, como access-list, ruteo interVLAN, filtrado de paquetes, ni
tampoco workgroup access. Se debe evitar a toda costa aumentar el número de
dispositivos en el Core (no agregar routers), si la capacidad del Core es
insufuciente, debemos considerar aumentos a la plataforma actual (upgrades) antes
que expansiones con equipo nuevo.
Debemos diseñar el Core para una alta confiabilidad (high reliability), por ejemplo
con tecnologías de Data Link (capa 2) que faciliten redundancia y velocidad, como
FDDI, Fast Ethernet (con enlaces redundantes), ATM, etc, y seleccionamos todo el
diseño con la velocidad en mente, procurando la latencia más baja, y considerando
protocolos con tiempos de convergencia más bajos.
Diseño de la LAN
Redes convergentes
Capa de acceso
La capa de acceso representa el perímetro de la red, por donde entra o sale el tráfico de la
red de campus. Tradicionalmente, la función principal de los switches de capa de acceso es
proporcionar acceso de red al usuario. Los switches de capa de acceso se conectan a los
switches de capa de distribución, que implementan tecnologías de base de red como el
routing, la calidad de servicio y la seguridad.
Para satisfacer las demandas de las aplicaciones de red y de los usuarios finales, las
plataformas de switching de última generación ahora proporcionan servicios más
convergentes, integrados e inteligentes a diversos tipos de terminales en el perímetro de la
red. La incorporación de inteligencia en los switches de capa de acceso permite que las
aplicaciones funcionen de manera más eficaz y segura en la red.
Capa de distribución
La capa de distribución interactúa entre la capa de acceso y la capa de núcleo para

proporcionar muchas funciones importantes, incluidas las siguientes:
 Agregar redes de armario de cableado a gran escala.
 Agregar dominios de difusión de capa 2 y límites de routing de capa 3.
 Proporcionar funciones inteligentes de switching, de routing y de política de acceso a la

red para acceder al resto de la red.
 Proporcionar una alta disponibilidad al usuario final mediante los switches de capa de
distribución redundantes, y rutas de igual costo al núcleo.
 Proporcionar servicios diferenciados a distintas clases de aplicaciones de servicio en el

perímetro de la red.
Capa núcleo
La capa de núcleo es el backbone de una red. Esta conecta varias capas de la red de
campus. La capa de núcleo funciona como agregador para el resto de los bloques de
campus y une el campus con el resto de la red. El propósito principal de la capa de núcleo
es proporcionar el aislamiento de fallas y la conectividad de backbone de alta velocidad.
En la figura 1, se muestra un diseño de red de campus de tres niveles para organizaciones

donde las capas de acceso, de distribución y de núcleo están separadas. Para armar un
diseño de disposición de cables físicos simplificado, escalable, rentable y eficaz, se
recomienda armar una topología de red física en estrella extendida desde una ubicación
central en un edificio hacia el resto de los edificios en el mismo campus.
En algunos casos, debido a la falta de restricciones físicas o de escalabilidad de la red, no es

necesario mantener las capas de distribución y de núcleo separadas. En las ubicaciones de
campus más pequeñas donde hay menos usuarios que acceden a la red, o en los sitios de
campus que constan de un único edificio, puede no ser necesario que las capas de núcleo y
de distribución estén separadas. En esta situación, la recomendación es el diseño alternativo
de red de campus de dos niveles, también conocido como “diseño de red de núcleo
contraído”.
En la figura 2, se muestra un ejemplo de diseño de red de campus de dos niveles para un
campus empresarial donde las capas de distribución y de núcleo se contraen en una única
capa.

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Las capas y sus funciones típicas son:

 La capa de Acceso (access layer): Conmutación (switching); controla a los usuarios

 La capa de Núcleo (core layer): Backbone; es literalmente el núcleo de la red, su

La capa de distribución interactúa entre la capa de acceso y la capa de núcleo para

 Agregar redes de armario de cableado a gran escala.

 Agregar dominios de difusión de capa 2 y límites de routing de capa 3.

 Proporcionar funciones inteligentes de switching, de routing y de política de acceso a la

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