capitulo 5

Enrutamiento entre VLAN

• Switching a canales de la red local
• Switching a canales de la red local Usted trabaja para una pequeña a mediana empresa. Como administrador de red, es responsable de asegurar que la red funcione de manera eficaz y segura. Hace varios años, creó redes VLAN en un único switch para dos departamentos: Contabilidad y Ventas. Con el crecimiento de la empresa, se comprobó que, en ocasiones, estos dos departamentos deben compartir recursos de red y archivos corporativos. Usted analiza esta situación con los administradores de red de algunas sucursales de la empresa, que le sugieren que considere la opción de utilizar routing entre VLAN. Investigue el concepto de routing entre VLAN. Diseñe una presentación simple para mostrarle a su gerente cómo utilizaría el routing entre VLAN para permitir que los departamentos de Contabilidad y Ventas permanezcan separados y, a la vez, compartan archivos corporativos y recursos de red.

Enrutamiento entre VLAN

• ¿Qué es el enrutamiento entre VLAN?
• Las VLAN se utilizan para segmentar redes conmutadas. Un profesional de redes puede configurar switches de capa 2, tales como los de la serie Catalyst 2960, con más de 4000 VLAN. Sin embargo, los switches de capa 2 tienen una funcionalidad muy limitada en cuanto a IPv4 e IPv6, y no pueden realizar las funciones de routing de los routers. Mientras que los switches de capa 2 adquieren cada vez una mayor funcionalidad de IP, como la capacidad de realizar routing estático, no admiten routing dinámico. La gran cantidad de VLAN posibles en estos switches hace que el routing estático sea insuficiente. Una VLAN es un dominio de difusión, por lo que las computadoras en VLAN separadas no pueden comunicarse sin la intervención de un dispositivo de routing. Se puede usar cualquier dispositivo que admita routing de capa 3, como un router o un switch multicapa, para lograr la funcionalidad de routing necesaria. Independientemente del dispositivo empleado, el proceso de reenvío del tráfico de la red de una VLAN a otra mediante routing se conoce como “routing entre VLAN”.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN antiguo
• Históricamente, la primera solución para el routing entre VLAN se valía de routers con varias interfaces físicas. Era necesario conectar cada interfaz a una red separada y configurarla para una subred diferente. En este enfoque antiguo, el routing entre VLAN se realiza mediante la conexión de diferentes interfaces físicas del router a diferentes puertos físicos de switch. Los puertos de switch conectados al router se colocan en modo de acceso, y cada interfaz física se asigna a una VLAN diferente. Cada interfaz del router puede entonces aceptar el tráfico desde la VLAN asociada a la interfaz del switch que se encuentra conectada y el tráfico puede enrutarse a otras VLAN conectadas a otras interfaces. los enlaces redundantes hacen que la topología sea más compleja y pueden introducir problemas de conectividad si no se administran de la manera adecuada. Deben implementarse protocolos y técnicas, tales como árbol de expansión y EtherChannel, .
• 1. La PC1 en la VLAN 10 se comunica con la PC3 en la VLAN 30 a través del router R1.
• 2. PC1 y PC3 están en VLAN diferentes y tienen direcciones IP en subredes diferentes.
• 3. El router R1 tiene una interfaz separada configurada para cada una de las VLAN.
• 4. La PC1 envía el tráfico de unidifusión destinado a la PC3 al switch S2 en la VLAN 10, desde el cual luego se reenvía por la interfaz troncal al switch S1.
• 5. Después, el switch S1 reenvía el tráfico de unidifusión al router R1 en la interfaz G0/0
• . 6. El router enruta el tráfico de unidifusión a través de la interfaz G0/1, que está conectada a la VLAN 30.
• 7. El router reenvía el tráfico unicast al switch S1 en la VLAN 30.
• 8. El switch S1 luego reenvía el tráfico de unidifusión al switch S2 a través del enlace troncal activo, tras lo cual el switch S2 puede reenviar el tráfico de unidifusión a la PC3 en la VLAN 30.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN con router-on-a-stick
• A diferencia del routing entre VLAN antiguo, que requiere varias interfaces físicas, tanto en el router como en el switch, las implementaciones más comunes y actuales de routing entre VLAN no tienen esos requisitos. En cambio, algunos softwares de router permiten configurar una interfaz del router como enlace troncal, lo que significa que solo es necesaria una interfaz física en el router y en el switch para enrutar paquetes entre varias VLAN. “Router-on-a-stick” es un tipo de configuración de router en la cual una única interfaz física enruta el tráfico entre varias VLAN en una red. Como puede verse en la ilustración, el router está conectado al switch S1 mediante una única conexión de red física (un enlace troncal). La interfaz del router se configura para funcionar como enlace troncal y se conecta a un puerto del switch configurado en modo de enlace troncal. Para realizar el routing entre VLAN, el router acepta en la interfaz troncal el tráfico con etiquetas de VLAN proveniente del switch adyacente y luego lo enruta en forma interna entre las VLAN, mediante subinterfaces. El router reenvía el tráfico enrutado con etiquetas de VLAN para la VLAN de destino a través de la misma interfaz física utilizada para recibir el tráfico. Las subinterfaces son interfaces virtuales basadas en software, asociadas con una única interfaz física. Las subinterfaces se configuran en software en un router, y cada subinterfaz se configura de manera independiente con una dirección IP y una asignación de VLAN. Las subinterfaces se configuran para subredes diferentes que corresponden a su asignación de VLAN para facilitar el routing lógico. Después de que se toma una decisión de routing según la VLAN de destino, las tramas de datos reciben etiquetas de VLAN y se envían de vuelta por la interfaz física.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN con switch multicapa
• La implementación de routing entre VLAN de router-on-a-stick requiere solamente una interfaz física en un router y una interfaz en un switch, lo que simplifica el cableado del router. Sin embargo, en otras implementaciones de routing entre VLAN, no se necesita un router dedicado. Los switches multicapa pueden realizar funciones de capa 2 y de capa 3, lo que remplaza la necesidad de utilizar routers dedicados para realizar tareas de routing básico en una red. Los switches multicapa admiten routing dinámico y routing entre VLAN.
• Para habilitar un switch multicapa para que realice funciones de routing, debe tener routing IP habilitado. El switching de multicapa es más escalable que cualquier otra implementación de routing entre VLAN. Esto se debe a que los routers tienen una cantidad limitada de puertos disponibles para conectarse a las redes. Además, en el caso de las interfaces que se configuran como una línea troncal, se puede admitir una cantidad limitada de tráfico en la línea al mismo tiempo. Con un switch multicapa, el tráfico se enruta internamente al dispositivo de switch, lo que significa que los paquetes no se filtran por una única línea troncal para obtener nueva información de etiquetado de VLAN. Sin embargo, un switch multicapa no reemplaza totalmente la funcionalidad de un router. Los routers admiten una cantidad considerable de características adicionales, como la capacidad de implementar mayores controles de seguridad. En cambio, un switch multicapa se puede pensar como un dispositivo de capa 2 actualizado para tener algunas capacidades de routing.

Enrutamiento entre VLAN

• Configuración del routing entre VLAN antiguo:
• preparación El routing entre VLAN antiguo requiere que los routers tengan varias interfaces físicas. El router realiza el enrutamiento al conectar cada una de sus interfaces físicas a una VLAN única. Además, cada interfaz se configura con una dirección IP para la subred asociada con la VLAN específica a la cual está conectada. Al configurar las direcciones IP en las interfaces físicas, los dispositivos de red conectados a cada una de las VLAN pueden comunicarse con el router mediante la interfaz física conectada a la misma VLAN. En esta configuración los dispositivos de red pueden utilizar el router como un gateway para acceder a los dispositivos conectados a las otras VLAN. El proceso de enrutamiento requiere del dispositivo de origen para determinar si el dispositivo de destino es local o remoto con respecto a la subred local. El dispositivo de origen realiza esta determinación al comparar las direcciones IP de origen y de destino con la máscara de subred. Una vez que se determina que la dirección IP de destino está en una red remota, el dispositivo de origen debe identificar adónde necesita reenviar el paquete para llegar al dispositivo de destino. El dispositivo de origen examina la tabla de enrutamiento local para determinar dónde es necesario enviar los datos. Los dispositivos utilizan sus gateways predeterminados como destino de capa 2 para todo el tráfico que debe abandonar la subred local. El gateway predeterminado es la ruta que el dispositivo utiliza cuando no tiene otra ruta explícitamente definida hacia la red de destino. La dirección IP de la interfaz del router en la subred local actúa como gateway predeterminado para el dispositivo emisor. Una vez que el dispositivo de origen determina que el paquete debe viajar a través de la interfaz del router local en la VLAN conectada, envía una solicitud de ARP para determinar la dirección MAC de la interfaz del router local. Una vez que el router envía su respuesta de ARP al dispositivo de origen, este puede utilizar la dirección MAC para finalizar el entramado del paquete antes de enviarlo a la red como tráfico de unidifusión. Dado que la trama de Ethernet tiene la dirección MAC de destino de la interfaz del router, el switch sabe exactamente a qué puerto del switch reenviar el tráfico de unidifusión para llegar a la interfaz del router de dicha VLAN. Cuando la trama llega al router, el router elimina la información de la dirección MAC de origen y destino para examinar la dirección IP de destino del paquete. El router compara la dirección de destino con las entradas en la tabla de enrutamiento para determinar dónde es necesario reenviar los datos para alcanzar el destino final. Si el router determina que la red de destino es una red conectada en forma local, como sería el caso del routing entre VLAN, envía una solicitud de ARP por la interfaz conectada físicamente a la VLAN de destino. El dispositivo de destino responde al router con la dirección MAC, la cual luego utiliza el router para entramar el paquete. El router envía el tráfico unicast al switch, que lo reenvía por el puerto donde se encuentra conectado el dispositivo de destino.

Enrutamiento entre VLAN

• Configuración del routing entre VLAN antiguo
• configuración del switch Para configurar el routing entre VLAN antiguo, comience con la configuración del switch. el router R1 está conectado a los puertos del switch F0/4 y F0/5, que se configuraron para las VLAN 10 y 30 respectivamente. Utilice el comando vlan id_vlan del modo de configuración global para crear las VLAN. En este ejemplo las VLAN 10 y 30 se crearon en el switch S1. Una vez que se crean las VLAN, los puertos de switch se asignan a las VLAN adecuadas. El comando switchport access vlan id_vlan se ejecuta desde el modo de configuración de interfaz en el switch para cada interfaz a la cual se conecta el router. En este ejemplo, las interfaces F0/4 y F0/11 se asignaron a la VLAN 10 con el comando switchport access vlan 10. Se utilizó el mismo proceso para asignar la interfaz F0/5 y F0/6 en el switch S1 a la VLAN 30. Finalmente, para proteger la configuración y no perderla después de una recarga del switch, se ejecuta el comando copy running-config startup-config para guardar una copia de seguridad de la configuración en ejecución en la configuración de inicio.

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• Configuración del routing entre VLAN antiguo: configuración de la interfaz del router
• A continuación, se puede configurar el router para que realice routing entre VLAN.
• Las interfaces del router se configuran de manera similar a las interfaces de VLAN en los switches. Para configurar una interfaz específica, pase al modo de configuración de interfaz desde el modo de configuración global.
• Las interfaces del router están deshabilitadas de manera predeterminada y es necesario habilitarlas con el comando no shutdown antes de utilizarlas. Una vez que se emite el comando del modo de configuración de interfaz no shutdown, se muestra una notificación que indica que el estado de la interfaz cambió a activó (up). Esto indica que la interfaz ahora está habilitada.
• El proceso se repite para todas las interfaces del router. Es necesario asignar cada interfaz del router a una subred única para que se produzca el routing. En este ejemplo, la otra interfaz del router, G0/1, se configuró para utilizar la dirección IP 172.17.30.1, que se encuentra en una subred diferente que la interfaz G0/0.
• Una vz que se asignan las direcciones IP a las interfaces físicas y que las interfaces se habilitan, el router es capaz de llevar a cabo routing entre VLAN.
• Examie la tabla de routing con el comando show ip route.

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• Configuración de router-on-a-stick: preparación
• El routing entre VLAN antiguo con interfaces físicas tiene una limitación importante. Los routers tienen una cantidad limitada de interfaces físicas para conectarse a diferentes VLAN. A medida que aumenta la cantidad de VLAN en una red, el hecho de tener una interfaz física del router por VLAN agota rápidamente la capacidad de interfaces físicas de un router. Una alternativa en redes más grandes es utilizar subinterfaces y enlaces troncales de VLAN. Los enlaces troncales de VLAN permiten que una única interfaz física del router enrute el tráfico de varias VLAN. Esta técnica se denomina “router-on-a-stick” y utiliza subinterfaces virtuales en el router para superar las limitaciones de interfaces físicas del hardware. Las subinterfaces son interfaces virtuales basadas en software asignadas a interfaces físicas. Cada subinterfaz se configura de forma independiente con su propia dirección IP y máscara de subred. Esto permite que una única interfaz física forme parte de varias redes lógicas de manera simultánea. Al configurar el enrutamiento inter VLAN mediante el modelo router-on-a-stick, la interfaz física del router debe estar conectada al enlace troncal en el switch adyacente. En el router, se crean subinterfaces para cada VLAN única en la red. A cada subinterfaz se le asigna una dirección IP específica para su subred/VLAN y también se configura para etiquetar las tramas para esa VLAN. De esa manera, el router puede mantener separado el tráfico de cada subinterfaz a medida que atraviesa el enlace troncal hacia el switch. En términos de funcionamiento, utilizar el modelo router-on-a-stick es lo mismo que utilizar el modelo de routing entre VLAN antiguo, pero en lugar de utilizar las interfaces físicas para realizar el routing, se utilizan las subinterfaces de una única interfaz física.El uso de los enlaces troncales y las subinterfaces disminuye la cantidad de puertos de switch y de router que se utilizan. Esto no sólo permite un ahorro de dinero sino también reduce la complejidad de la configuración. Como consecuencia, el enfoque de la subinterfaz del router puede ampliarse hasta un número mucho más alto de VLAN que una configuración con una interfaz física por diseño de VLAN.

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• Configuración de router-on-a-stick:
• configuración del switch Para habilitar el routing entre VLAN utilizando el método router-on-a stick, comience por habilitar el enlace troncal en el puerto del switch que está conectado al router.
• Nota: el router no admite el protocolo de enlace troncal dinámico (DTP), que es utilizado por los switches, por lo que no pueden usarse los siguientes comandos: switchport mode dynamic auto o switchport mode dynamic desirable. Ahora se puede configurar el router para que realice routing entre VLAN.

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• Configuración de router-on-a-stick: configuración de subinterfaces del router
• Cuando se utiliza una configuración de router-on-a-stick, la configuración del router es diferente en comparación con el routing entre VLAN antiguo. En la ilustración se muestra que hay varias subinterfaces configuradas.
• Cada subinterfaz se crea con el comando interface id_interfaz id_subinterfaz en el modo de configuración global. La sintaxis para la subinterfaz es la interfaz física, en este caso g0/0, seguida de un punto y un número de subinterfaz. El número de subinterfaz es configurable, pero en general refleja el número de VLAN. En este ejemplo, las subinterfaces utilizan los números 10 y 30 como números de subinterfaz para que sea más fácil recordar las VLAN con las que están asociadas. La subinterfaz GigabitEthernet0/0.10 se crea con el comando interface g0/0.10 del modo de configuración global.
• Antes de asignar una dirección IP a una subinterfaz, es necesario configurar la subinterfaz para que funcione en una VLAN específica mediante el comando encapsulation dot1q VLAN_id. En este ejemplo, la subinterfaz G0/0.10 se asignó a la VLAN 10.
• Nota: hay una opción de palabra clave native que se puede agregar a este comando para establecer la VLAN nativa IEEE 802.1Q. En este ejemplo, la opción de palabra clave native se excluyó para dejar el valor predeterminado de VLAN nativa a la VLAN 1.

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• Configuración de router-on-a-stick: verificación de subinterfaces
• Los routers Cisco están configurados de manera predeterminada para enrutar el tráfico entre subinterfaces locales. Por lo tanto, no es necesario que esté habilitado el enrutamiento.

Enrutamiento entre VLAN

• Configuración de router-on-a-stick: verificación de routing
• Después de configurar el router y el switch para llevar a cabo routing entre VLAN, el siguiente paso es verificar la conectividad de host a host. El acceso a los dispositivos en las VLAN remotas puede probarse con el comando ping.
• En el ejemplo que se muestra en la ilustración, se inician los comandos ping y tracert desde la PC1 hasta la dirección de destino de la PC3.
• Prueba de ping
• El comando ping envía una solicitud de eco ICMP a la dirección de destino. Cuando un host recibe una solicitud de eco del ICMP, éste responde con una respuesta de eco del ICMP para confirmar que recibió dicha solicitud. El comando ping calcula el tiempo transcurrido, para lo cual utiliza la diferencia de tiempo entre el momento en que se envió la solicitud de eco y el momento en que se recibió la respuesta de eco. El tiempo transcurrido se utiliza para determinar la latencia de la conexión. Al recibir una respuesta con éxito, confirma que existe una ruta entre el dispositivo emisor y el dispositivo receptor.
• Prueba de tracert
• Tracert es una utilidad práctica usada para confirmar la ruta enrutada tomada entre dos dispositivos. En los sistemas UNIX, la utilidad se especifica como traceroute. Tracert también utiliza el ICMP para determinar la ruta tomada, pero utiliza las solicitudes de eco del ICMP con valores de tiempo de vida específicos definidos en la trama.
• El valor de tiempo de vida determina con exactitud la cantidad de saltos del router que el eco del ICMP puede alcanzar. La primera solicitud de eco del ICMP se envía con un valor de tiempo de vida configurado para expirar en el primer router en la ruta hacia el dispositivo de destino.
• Cuando se excede el tiempo de espera de la solicitud de eco ICMP en la primera ruta, se reenvía un mensaje ICMP desde el router hasta el dispositivo de origen. El dispositivo registra la respuesta desde el router y procede a enviar otra solicitud de eco del ICMP, pero esta vez con un valor de tiempo de vida mayor. Esto permite a la solicitud de eco del ICMP atravesar el primer router y llegar al segundo dispositivo en la ruta hacia el destino final. El proceso se repite de manera recursiva hasta que, finalmente, se envía la solicitud de eco ICMP hacia el dispositivo de destino final. Una vez que la utilidad tracert termina de ejecutarse, se muestra una lista de las interfaces de entrada del router alcanzadas por la solicitud de eco ICMP en camino al destino.

Enrutamiento entre VLAN

• Problemas en los puertos de switch
• Hay varias configuraciones de switch incorrectas comunes que puede producirse al configurar el routing entre varias VLAN. Al utilizar el modelo de routing antiguo para routing entre VLAN, asegúrese de que los puertos del switch que se conectan a las interfaces del router estén configurados en las VLAN correctas. Si un puerto de switch no está configurado para la VLAN adecuada, los dispositivos configurados en esa VLAN no se pueden conectar a la interfaz del router, por lo que dichos dispositivos no pueden enviar datos a las demás VLAN.
• Para corregir este problema, emita el comando switchport mode trunk en el modo de configuración de interfaz para el puerto del switch F0/5 en el switch S1. Esto convierte a la interfaz en un puerto de enlace troncal, lo que permite que se establezca un enlace troncal entre el R1 y el S1. Una vez que el enlace troncal se establece correctamente, los dispositivos conectados a cada una de las VLAN pueden comunicarse con la subinterfaz asignada a su VLAN, lo que permite el routing entre VLAN.
• Para reducir el riesgo de una falla en el enlace entre switches que interrumpa el routing entre VLAN, se deben tener en cuenta enlaces redundantes y rutas alternativas en el diseño de red.

Enrutamiento entre VLAN

• Verificación de la configuración del switch
• Cuando sospeche que hay un problema con una configuración del switch, utilice los distintos comandos de verificación para examinar la configuración e identificar el problema.
• Problemas de interfaz
• Al habilitar el routing entre VLAN en un router, uno de los errores de configuración más comunes es conectar la interfaz física del router al puerto de switch incorrecto. Esto ubica la interfaz del router en la VLAN incorrecta y evita que alcance otros dispositivos dentro de la misma subred.

Enrutamiento entre VLAN

• Problemas de interfaz
• Al habilitar el routing entre VLAN en un router, uno de los errores de configuración más comunes es conectar la interfaz física del router al puerto de switch incorrecto. Esto ubica la interfaz del router en la VLAN incorrecta y evita que alcance otros dispositivos dentro de la misma subred.
• El uso de los comandos show interfaces y show running-config puede ser útil para la resolución de problemas de este tipo
• El comando show interfaces genera muchos resultados, lo que a veces dificulta encontrar el problema, tal como se muestra en la figura 2. Sin embargo, en la sección superior resaltada muestra que la subinterfaz G0/0.10 en el router R1 utiliza la VLAN 100. El comando show running-config confirma que la subinterfaz G0/0.10 en el router R1 se configuró para permitir el acceso al tráfico de la VLAN 100 y no al de la VLAN 10. Para corregir este problema, configure la subinterfaz G0/0.10 para que esté en la VLAN correcta mediante el comando encapsulation dot1q 10 en el modo de configuración de subinterfaz. Una vez asignada la subinterfaz a la VLAN correcta, los dispositivos en esa VLAN pueden acceder a ella, y el router puede realizar routing entre VLAN. Con la correcta verificación, los problemas de configuración del router se resuelven rápidamente, lo que permite que el routing entre VLAN funcione de forma adecuada.

Enrutamiento entre VLAN

• Errores relacionados con direcciones IP y máscaras de subred
• Las VLAN corresponden a subredes únicas en la red. Para que el routing entre VLAN funcione, es necesario conectar un router a todas las VLAN, ya sea por medio de interfaces físicas separadas o subinterfaces. A cada interfaz o subinterfaz se le debe asignar una dirección IP que corresponda a la subred a la cual está conectada. Esto permite que los dispositivos en la VLAN se comuniquen con la interfaz del router y habilita el routing del tráfico a otras VLAN conectadas al router
• Verificación de problemas de config. de dir. IP y máscaras de subred
• A cada interfaz o subinterfaz se le debe asignar una dirección IP que corresponda a la subred a la cual está conectada. Un error común es configurar incorrectamente una dirección IP para una subinterfaz.Nota: si bien la configuración de las ID de subinterfaz de manera que coincidan con el número de VLAN facilita la administración de la configuración entre VLAN, no es un requisito. Al trabajar en la resolución de problemas de direccionamiento, asegúrese de que la subinterfaz esté configurada con la dirección correcta para esa VLAN.

Enrutamiento entre VLAN

• Introducción al switching de capa 3
• El método router-on-a-stick es fácil de implementar porque los routers suelen estar disponibles en cada red.
• Los switches de capa 3 suelen tener un rendimiento de switching de paquetes en el orden de los millones de paquetes por segundo (pps), mientras que los routers tradicionales proporcionan switching de paquetes en el orden de 100 000 a más de 1 millón de pps. Todos los switches multicapa Catalyst admiten los siguientes tipos de interfaces de capa 3: Puerto enrutado: una interfaz puramente de capa 3 similar a la interfaz física de un router IOS de Cisco. Interfaz virtual del switch (SVI): una interfaz VLAN virtual para routing entre VLAN. En otras palabras, las SVI son las interfaces VLAN enrutadas de manera virtual. Los switches de alto rendimiento, como el Catalyst 6500 y el Catalyst 4500, realizan casi todas las funciones que incluyen a las capas 3 y superiores del modelo OSI con switching basado en hardware y en Cisco Express Forwarding. Todos los switches Cisco Catalyst de capa 3 admiten protocolos de routing, pero varios modelos de switches Catalyst requieren un software mejorado para admitir características específicas de protocolos de routing. Los switches de la serie Catalyst 2960 que ejecutan IOS versión 12.2(55) o posterior admiten routing estático. Los switches Catalyst utilizan diversas configuraciones predeterminadas para las interfaces. Todos los miembros de las familias de switches Catalyst 3560 y 4500 utilizan interfaces de capa 2 de manera predeterminada, mientras que los miembros de la familia de switches Catalyst 6500 que ejecutan el IOS de Cisco utilizan interfaces de capa 3 de forma predeterminada. Las configuraciones de interfaz predeterminadas no aparecen en la configuración de inicio o en ejecución. Según la familia de switches Catalyst que se utilice, es posible que los comandos switchport o no switchport del modo de configuración de interfaz estén presentes en los archivos de configuración en ejecución o de configuración de inicio.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN con interfaces virtuales de switch
• En los comienzos de las redes conmutadas, el switching era rápido (a menudo, tenía la velocidad del hardware, es decir que la velocidad era equivalente al tiempo físico que tomaba recibir las tramas y reenviarlas a otros puertos) y el routing era lento (debía procesarse mediante software). Esto hizo que los diseñadores de redes ampliaran la porción conmutada de la red al máximo posible. El acceso, la distribución y las capas de núcleo solían configurarse para comunicarse en la capa 2, pero esta topología generaba problemas de bucles. Para resolver estos problemas, se utilizaron tecnologías de árbol de expansión a fin de prevenir los bucles sin necesidad de renunciar a la flexibilidad y la redundancia de las conexiones entre switches. Sin embargo, a medida que las tecnologías de redes evolucionaron, el routing se volvió más rápido y económico. Hoy en día, el routing se puede llevar a cabo a la velocidad del hardware. Una consecuencia de esta evolución es que el routing se puede transferir a las capas de núcleo y de distribución sin afectar el rendimiento de la red. Muchos usuarios están en VLAN separadas, y cada VLAN suele ser una subred distinta. Por lo tanto, resulta lógico configurar los switches de distribución como gateways de capa 3 para los usuarios de la VLAN de cada switch de acceso. Esto significa que cada switch de distribución debe tener direcciones IP que coincidan con la VLAN de cada switch de acceso. Los puertos de capa 3 (enrutados) se suelen implementar entre la capa de distribución y la capa de núcleo. La arquitectura de red representada no depende del árbol de expansión, porque no existen bucles físicos en la porción de capa 2 de la topología.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN con interfaces virtuales de switch (cont.)
• Una SVI es una interfaz virtual configurada en un switch multicapa, como se muestra en la ilustración. Se puede crear una SVI para cualquier VLAN que exista en el switch. Una SVI se considera virtual porque no hay un puerto físico dedicado a la interfaz. Puede realizar las mismas funciones para la VLAN que una interfaz del router y puede configurarse de manera similar a una interfaz tal (es decir, dirección IP, ACL de entrada y de salida, etcétera). La SVI para la VLAN proporciona procesamiento de capa 3 para los paquetes que provienen de todos los puertos de switch asociados a dicha VLAN o que se dirigen a ella. De manera predeterminada, se crea una SVI para la VLAN predeterminada (VLAN 10) a fin de permitir la administración remota del switch. Las SVI adicionales deben crearse de forma explícita. Las SVI se crean la primera vez que se ingresa al modo de configuración de interfaz de VLAN para una SVI de VLAN en particular, por ejemplo, cuando se introduce el comando interface vlan 10. El número de VLAN utilizado se corresponde con la etiqueta VLAN asociada con las tramas de datos en un enlace troncal encapsulado 802.1Q o bien con la ID de VLAN (VID) configurada para un puerto de acceso. Al crear una SVI como gateway para la VLAN 10, nombre “VLAN 10” a la interfaz SVI. Configure y asigne una dirección IP a cada SVI de VLAN. Al crear una SVI, asegúrese de que esa VLAN en particular esté presente en la base de datos de VLAN.El routing no requiere enlaces externos del switch al router. No se limita a un solo enlace. Se pueden utilizar EtherChannels de capa 2 entre los switches para obtener más ancho de banda. La latencia es mucho menor, porque no hace falta que salga del switch.

Enrutamiento entre VLAN

• Routing entre VLAN con puertos enrutados Puertos enrutados y puertos de acceso en switches
• Un puerto enrutado es un puerto físico que funciona de manera similar a una interfaz en un router. A diferencia de los puertos de acceso, los puertos enrutados no se asocian a una VLAN determinada. Los puertos enrutados se comportan como una interfaz del router normal. Además, debido a la eliminación de la funcionalidad de capa 2, los protocolos de capa 2 (tales como STP), no funcionan en interfaces enrutadas. Sin embargo, algunos protocolos, como LACP y EtherChannel, funcionan en la capa 3. A diferencia de los routers IOS de Cisco, los puertos enrutados en un switch IOS de Cisco no admiten subinterfaces. Los puertos enrutados se utilizan para enlaces punto a punto. Las conexiones de routers WAN y dispositivos de seguridad son ejemplos del uso de puertos enrutados. En una red conmutada, los puertos enrutados se suelen configurar entre los switches de las capas de núcleo y de distribución. En la ilustración, se muestra un ejemplo de puertos enrutados en una red conmutada de campus. Para configurar los puertos enrutados, utilice el comando no switchport del modo de configuración de interfaz en los puertos adecuados. Por ejemplo, la configuración predeterminada de las interfaces en los switches Catalyst 3560 es de interfaces de capa 2, por lo que se deben configurar de forma manual como puertos enrutados. Además, asigne una dirección IP y otros parámetros de capa 3, según sea necesario. Después de asignar la dirección IP, verifique que el routing IP esté habilitado de manera global y que los protocolos de routing aplicables estén configurados.

Enrutamiento entre VLAN

• Configuración de rutas estáticas en un switch Catalyst 2960
• Un switch Catalyst 2960 puede funcionar como un dispositivo de capa 3 y realizar enrutamiento entre VLAN y una cantidad limitada de rutas estáticas.
• Switch Database Manager (SDM) de Cisco proporciona varias plantillas para el switch 2960. Las plantillas pueden habilitarse para admitir funciones específicas según el modo en que se utilice el switch en la red. Por ejemplo, la plantilla lanbase-routing de SDM se puede habilitar para permitir que el switch realice enrutamiento entre VLAN y admita el routing estático.
• Nota: el comando ip routing se habilita de manera automática en los routers Cisco. Sin embargo, el comando correspondiente para IPv6, ipv6 unicast-routing, está deshabilitado de manera predeterminada en los routers y los switches Cisco.

Enrutamiento entre VLAN

• Problemas de configuración de switch de capa 3
• Los problemas comunes al routing entre VLAN antiguo y con router-on-a-stick también se manifiestan en el contexto de switching de capa 3. Para resolver problemas de switching de capa 3, se debe revisar la corrección de los siguientes elementos: VLAN: las VLAN deben estar definidas en todos los switches. Las VLAN deben estar habilitadas en los puertos de enlace troncal. Los puertos deben estar en las VLAN correctas. SVI: la SVI debe tener la dirección IP o la máscara de subred correcta. La SVI debe estar activada. La SVI debe coincidir con el número de VLAN. Routing: el routing debe estar habilitado. Cada interfaz o red debe estar agregada al protocolo de routing. Hosts: los hosts deben tener la dirección IP o la máscara de subred correcta. Los hosts deben contar con un gateway predeterminado asociado con una SVI o un puerto enrutado. Para resolver problemas de switching de capa 3, debe familiarizarse con la implementación y el diseño de la disposición de la topología.