Existen diferentes maneras de implementar redes virtuales a través de productos conmutados (Switches), cada una con diferentes capacidades y limitaciones.La cantidad de datos que es transportada mediante las redes de área local (LAN) ha crecido firme y rápidamente. Esto se debe básicamente al crecimiento de las aplicaciones existentes, hoy en día casi todas las personas tienen un Computador en su escritorio, y casi todos están conectados en red. Esto difiere mucho de la situación presentada hace unos pocos años, inclusive en redes extensas. Pero dos nuevas tendencias, en hardware y software, han acelerado e incrementado el uso de la red.Los primeros PC's y Macintosh revolucionaron tanto la computación como la interconexión en redes. Actualmente, en vez de que cada usuario utilice un terminal "tonto", conectado a un "inteligente" minicomputador o mainframe, se tienen computadores de escritorio que comparten la inteligencia de los sistemas. Las redes anteriormente transportaban imágenes desde los computadores grandes hacia los terminales, y señales de mandatos o instrucciones desde los terminales hacia el Computador central. Esto cambio radicalmente con la estaciones de trabajo inteligentes. 

    Ahora, existe necesidad de mover archivos, y los antiguos enlaces de 9.6 Kbps ya no son lo suficientemente rápidos. Ethernet y Token Ring fueron presionadas a prestar servicio para mover archivos de programas, archivos de impresión y compartición de recursos.Pero esas antiguas estaciones de trabajo estaban limitadas en el procesamiento y manejo de información debido a su poca capacidad y rendimiento (capacidad de disco, memoria, MIPS, flujo de la red, etc.). Las computadoras de escritorio de hoy en día son 100 veces más poderosas. Como resultado, cada máquina es capaz de colocar una carga mayor en la red a la cual esta conectada.Inclusive hasta después de la "Revolución de los PC's" que remplazó los terminales por computadores de escritorio, la naturaleza esencial de los datos permanecía sin cambio. Excepto por algunas aplicaciones científicas y de diseño, la gran mayoría de la información que se transportaba a través de la red era textual. Esto limitaba severamente la cantidad de información que necesitaba ser movida.Las aplicaciones de hoy transfieren grandes cantidades de información gráfica. Las operaciones de manufactura utilizan gráficos para guiar a los trabajadores interactivamente en nuevos procesos. 

      Las firmas de abogados y compañías de seguro están digitalizando grandes volúmenes de documentos, utilizando en muchos casos bitmaps para preservar documentos hechos a mano. Una amplia variedad de procesos médicos también usan imágenes para guiar a radiólogos, cirujanos y otros especialistas en sus diagnósticos y procedimientos. Eventualmente, se incluye video a través de la LAN, aplicación que requiere aún anchos de banda mayores.Los Switches LAN hacen posible transmitir cantidades mayores de data de lo que es posible transmitir con concentradores y Routers. Segmentos Ethernet y Token Ring pueden ser dedicados a dispositivos individuales, ó a pequeños grupos de dispositivos.Pero los Switches LAN alcanzan sus niveles de alto performance utilizando procesos simplificados. Son básicamente Bridges, no ruteadores. Ellos conmutan o "switchean" a través de la segunda capa las direcciones de destino/origen ("MAC"), que es mucho más simple que rutear. Los Routers deben manejar una variedad de protocolos (selección de rutas, resolución de direcciones, transferencia de paquetes Internet, control de mensajes Internet, etc.) sólo para mover información en una sola "stack" de protocolo, como TCP/IP por ejemplo
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      Muchas redes combinan una variedad de stacks, y cada una de ellas necesitan un completo set de protocolos.No hay nada nuevo en el uso de Bridges para construir redes locales. Las primeras LANs fueron creadas con Bridges sencillos. La diferencia radica en que hoy por hoy el hardware a avanzado significativamente, y enormes volúmenes de tramas pueden ser manejadas en un simple Switch.Todas las redes "puenteadas", o interconectadas a través de Bridges, tienen una limitación básica: los Bridges, dado que ellos no participan en los protocolos de la capa tres (modelo OSI), la cual usa MAC broadcast (ó envío de paquetes a direcciones específicas), sino que envía paquetes a todos los puertos ó direcciones. Aunque el tráfico es aislado para los puertos específicos que envían y reciben esos paquetes, deben ser enviados a todas partes.En la mayoría de las redes de mediano tamaño, este "flujo" no tiene mayor impacto en los otros tráficos, no hay más que unos cuantos "broadcasts" y las direcciones MAC se aprenden rápidamente, pero en una red bastante grande ó en una que exista niveles inusuales de broadcasts, es posible que este flujo impacte en el trafico punto a punto de las estaciones. Cuando esto pasa es importante mantener estos broadcast aislados en lo que se llama "Dominios de Broadcast".Muchas de las redes locales en estos últimos diez años han estado basadas en concentradores y Routers. 

        Las Estaciones de Trabajos, Servidores y otros dispositivos están conectados a los concentradores, los concentradores están interconectados con los Routers. En este tipo de Red Local los dominios de Broadcast se implementan de una forma muy simple y automática, cada concentrador (concentrador segmentado o anillo) es un dominio de broadcast.Los Routers son esencialmente dispositivos para interconectar dominios de broadcast. Pero con redes basadas en Switches vamos a necesitar proveer esta función de otra forma.Como las Redes Virtuales sobrepasan estas limitaciones?Que es lo que hacen las redes virtuales (vLANs)?. Una red virtual es un dominio de broadcast. Como en un concentrador, todos los dispositivos en una red virtual ve todos los broadcast así como también todas las tramas con dirección de destino desconocida, sólo que los broadcast y tramas desconocidas son originadas dentro de esta red virtual.Esto no es nada nuevo, es exactamente la misma técnica usada en las redes LAN basadas en concentradores y Routers. Con los concentradores y Routers, las tramas son regeneradas dentro del concentrador y enrutadas entre los concentradores. Con las redes virtuales, las tramas son swichadas (puenteadas: "bridged") dentro de una red virtual y enrutada entre redes virtuales. De manera tal que una red virtual no es más que una mejor y más flexible versión de las prácticas de Networking.

       Lo nuevo de este tipo de dominio de broadcast es que no está restringido a que la misma localidad física de la red. Esto es importante, ya que es importante recordar que el Switching en mas simple que el enrutamiento, y por lo tanto más rápido. Para la extender el tráfico en la red local puede ser en base a switcheo entre dispositivos en vez de enrutamiento, y por lo tanto puede moverse mucho más rápidamente. Desafortunadamente para redes basadas en concentradores/enrutadores todos los dispositivos de red necesitan estar conectados y a veces todo el día y a menudo en diferentes partes del edificio, o en otro edificio en el Campus o en una red metropolitana reduciendo y desperdiciando ancho de banda. Las redes virtuales resuelven este problema. Un dominio de broadcast en una buena implementación de red virtual puede desplegarse a un edificio, Campus o ciudad. De tal manera que la necesidad de enrutamiento sea minimizada y el tráfico en la red se mueva mucho más rápidamente.
 

Cuales son los beneficios adicionales que brindan las redes virtuales (vLANs)?

      Los Routers utilizan la capa tres del modelo OSI para mover tráfico en la red local (LAN).
Cada capa contiene campos los cuales identifica el dominio de broadcast en el cual el destino puede ser encontrado (Dirección de red: 'Network Address'). Esas direcciones están asignadas por un administrador de red, y son generalmente registrada dentro de los archivos de configuración de las estaciones de red. En una red basada en concentradores y enrutadores la dirección de red identifica un segmento de red (Ethernet o Token Ring).Desafortunadamente, si el dispositivo o estación de red es movida de un concentrador a otro, la dirección de red ya no es válida y alguien de grupo de redes debe ir a la estación de trabajo y corregir los archivos de configuración. Esto no es demasiado trabajo si pasa pocas veces, pero en una red de gran tamaño con un alto porcentaje de estaciones moviéndose cada año el proceso puede comer una gran cantidad de tiempo, y hasta que la actualización no se realice, la estación de trabajo no puede comunicarse.Una característica de una buena red Virtual elimina este problema. 

      Una estación de trabajo o servidor permanece en la misma red virtual automáticamente y no importa donde y en que parte de la red esté conectada(o).Teóricamente, las direcciones de redes pueden ser asignadas en cualquier forma que el administrador seleccione. Desafortunadamente esa no es una práctica en muchas redes hoy en día. La razón es Internet. En orden de mezclar una red privada con Internet, es necesario restringir los números de red a aquellos los que hallan sido asignados por las autoridades que se encargan de administrar los números IP. El explosivo crecimiento de esta red mundial ha agotado un largo porcentaje de los posibles números de red, y por ende las organizaciones están restringidas de ellos.Hasta la extensión de la implementacion de la próxima generación de IP, las redes virtuales puede ayudar bastante en reducir el desperdicio de números de redes clase B y C. Las redes virtuales hacen posible el uso limitado de direcciones de redes muy eficientemente. En una esquema concentrador/Router, cada segmento o anillo tiene su propio numero de subred, de tal forma que el Router puede mover tráfico entre cada una de ellas. En una red virtual cualquier numero de segmentos o anillos pueden ser combinados en una sola red virtual de tal forma que ninguna dirección sea desperdiciada. 

       Como una nueva tecnología, las redes virtuales están cambiando rápidamente. Algunos fabricantes ofrecen un simple y relativo conjunto de características mientras otras implementaciones son bastantes poderosas. Es importante entender las aplicaciones de las redes virtuales para poder apreciar las diferencias entre ellas.

Múltiples tipos de direcciones MAC. 

       Hay que recordar que el propósito básico de migrar a una red Switchada es incrementar la capacidad de tráfico. Una vía fundamental para realizar esto es dividiendo la red entre pequeño segmentos o anillos y por último switchar cada dispositivo en su propio segmento. Si todas las comunicaciones entre estaciones de red fuesen peer-to-peer, esta "micro-segmentación" podría proveer una ganancia significante de rendimiento. De cualquier manera, aplicaciones reales tienden a tener uno ó mas recursos centrales, los cuales son accesados por un gran número de estaciones de trabajo. Estos recursos pueden ser servidores de archivo, servidores de aplicaciones, mainframes o Routers. Si la velocidad de acceso para los recursos centrales no es mayor que las de las estaciones de trabajo, se crea un "cuello de botella".Para resolver esto, las redes swichadas modernas están migrando a estructuras que permitan a los recursos centrales tener velocidades de acceso mayores que las estaciones de trabajo. Por ejemplo: estaciones de trabajo utilizando Ethernet 10 Mbps y Servidores a 100 Mbps; estaciones de trabajo Token Ring 16 Mbps y Servidores FDDI 100 Mbps; y estaciones Ethernet o Token Ring conectadas a Servidores basados en ATM operando a 155 Mbps.Obviamente, el punto es switchar el tráfico entre las estaciones y los servidores, en vez de rutearlas. Esto significa que una Red Virtual debe ser capaz de manejar y acomodar una variedad de tipos de direcciones MAC. 

Switches combinados con concentradores. 

        Desde hace diez años, los arquitectos de redes han diseñado LANs utilizando concentradores y Routers. Hoy en día existe una enorme infraestructura instalada que no puede ser simplemente reemplazada de un día para otro. Aún si fuese factible, muchas estaciones de trabajo todavía poseen bajos requerimientos de tráfico. Estas estaciones pueden ser conectadas a concentradores, y estos a su vez a una red swichada, mientras que aquellas estaciones que requieran mayor tráfico y ancho de banda son swichadas directamente.Un concentrador es esencialmente un dispositivo de cableado. Todas las estaciones de trabajo en una parte de un edificio se conectan al mismo concentrador, sin importar las funciones que desempeñan las personas que lo utilizan. Frecuentemente las personas que están en diferentes departamentos o trabajan en diferentes proyectos, se encuentran ubicadas una cerca de las otras y las estaciones conectadas al mismo concentrador.Idealmente, la capacidad de una Red Virtual en una red swichada podría permitir a miembros de distintas Redes Virtuales conectarse a un mismo concentrador, y el tráfico ser separado inteligentemente por los Switches. 

Switches combinados con Routers. 

       Recordemos que una Red Virtual es simplemente un dominio de broadcast, y que esos dominios son interconectados utilizando ruteo. Algunos Switches LAN son capaces de realizar ruteo a nivel de la capa tres del modelo OSI, como IP e IPX. Esto provee un mecanismo para movilizar datos entre redes virtuales.De cualquier manera, billones de dólares están invertidos en Routers Multiprotocolos actualmente instalados, y los usuarios han hecho grandes inversiones en instalación y entrenamiento para su uso, y ahora dependen de ellos.Una manera de utilizar los Routers existentes para movilizar data a través de una Red Virtual, es conectar un puerto físico del Router con un puerto físico del Switch para cada Red Virtual. Esto funciona bien para un numero pequeño de Redes Virtuales. Pero cuando existe la necesidad de soportar un gran numero de Redes Virtuales, y cuando grandes cantidades de tráfico deben ser ruteadas, se necesita un método de conexión mas optimo. Muchos estándares han sido propuestos y presentados para crear un "protocolo troncal" que cumpla con los requerimientos. Esto es muy importante ya que un proveedor de Switches LAN se ve obligado a soportar estos estándares en los equipos que desarrollan. Por ahora, parece que el más importante de esos estándares es será el 802.1Q. 

Servidores soportando múltiples Redes Virtuales. 

         Los servidores se han convertido en equipos muy poderosos, especialmente esos desarrollados para ejecutar aplicaciones empresariales. Algunos de esos servidores pueden necesitar conectarse a un gran numero de estaciones de trabajo las cuales no están necesariamente en el mismo departamento. Una función de una Red Virtual debería ser la de permitir a esos servidores participar en más de una Red Virtual.Esta capacidad puede ser proveída instalando múltiples interfaces de red en el servidor. Pero esto puede ser costoso y puede crear excesiva carga de procesamiento en el servidor. Especialmente se convierte en problema cuando se utilizan tecnologías de alta velocidad, como FDDI, CDDI ó ATM para conectar a los servidores a redes swichadas. Aquí se demuestra que un estándar publico de troncales para Redes Virtuales seria muy valioso. 

Estaciones de Trabajo conectándose a múltiples Redes Virtuales. 

       Algunas estaciones de trabajo podrían necesitar pertenecer a mas de una Red Virtual. Un ejemplo de esto es el uso de drivers NDIS u ODI en la capa MAC para permitir a mas de un stack de protocolo operar en la misma estación.Por ejemplo, una estación de trabajo con drivers ODI puede estar usando Netware de Novell para obtener acceso a un servidor de archivos departamental, y TCP/IP para conectarse con una aplicación corporativa ejecutándose en una maquina Unix. Estos dos recursos podrían ser separados lógicamente en diferentes Redes Virtuales. Una solución a esto e ubicar a la estación en una Red Virtual y rutear desde esa red hacia otra como sea necesario. Pero esto obliga a una de las dos conexiones a ejecutarse mas lentamente que su estado optimo.Idealmente, la estación de trabajo debería ser capaz de conectarse a cada una de las Redes Virtuales directamente, sin ruteo entre ellas, y sin unir las dos en una sola Red Virtual.

Redes con Múltiples Switches.

      Las Redes Virtuales son relativamente poco beneficiosas si solo pueden existir en un solo Switch. Después de todo, la necesidad de una Red virtual es mayor en Redes de mediano a gran tamaño, las cuales, por definición, necesitan múltiples Switches. En algunos casos es necesario enlazar a estaciones de trabajo y servidores que están conectados en diferentes Switches a una sola Red Virtual. 

Backbones FDDI 

      FDDI ha provisto una tecnología y un backbone de alta velocidad y confiabilidad desde hace algunos años. Es confiable y ampliamente soportado, los estándares están ya madurados, y productos de alto performance están disponibles. Muchas organizaciones tienen Backbones FDDI actualmente en uso, y en muchos casos, los servidores están conectados con FDDI ó CDDI.No todas las Redes Virtuales soportan esta configuración de red común. Si tiene un backbone FDDI instalado, o esta planeando instalar uno, es importante asegurarse que los Switches que seleccione, soporten esta tecnología. 

Backbones ATM. 

      ATM es el estándar en desarrollo que eventualmente abarca una amplia variedad de: tipos de datos (data, imágenes, video, voz), alcances geográficos (LAN, MAN, WAN), tipos de dispositivos (servidores, estaciones de trabajo, troncales) y velocidades (desde 56 Kbps y sobrepasa los 2.4 Gbps). Hasta el momento es costosa, y la mayoría de los usuarios están posponiendo su instalación hasta el escritorio. Pero ya estamos alcanzando el punto donde será una fuerte alternativa frente al backbone FDDI, y honestamente muy cerca de utilizarla en conexiones a servidores.Una variedad de opciones están disponibles para conectar dispositivos a través de un Backbone ATM. Estas incluyen: 

Ruteo de paquetes IP sobre ATM
 

• Establecer Redes Virtuales Swichadas entre los dispositivos conectados a la LAN utilizando un protocolo troncal.
• Uso de Emulación LAN de ATM (LANE) para switchar entre los dispositivos atachados a la LAN y los dispositivos atachados a ATM.
• Uso de Multiprotocolo sobre ATM (MPOA) para rutear entre dispositivos atachados a la LAN y los dispositivos atachados a ATM.

Mudanzas, cambios y adiciones en una Red.

       En muchas redes es muy común que dispositivos se movilicen frecuentemente en un edificio o instalación corporativa. Debería ser capaz de asignar un a estación de trabajo a una o mas Redes Virtuales, sin importar hacia donde es movida.Velocidad de Operación.El incremento de trafico es la razón de por que las redes LAN se están movilizando a soluciones switchadas. Las Redes Virtuales favorecen este movimiento manteniendo el trafico broadcast a niveles razonables. Es obvio que la implementacion de la capacidad de las Redes Virtuales no debería disminuir la velocidad de la red. Esto implica que el direccionamiento individual de tramas debería realizarse en hardware, incluyendo el chequeo de que las direcciones de destino y origen en la Red Virtual compaginen.