El modelo jerárquico de 3 capas de Cisco

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.