Solemos conectar varios conmutadores Ethernet para satisfacer nuestras necesidades de red cuando un solo conmutador no es suficiente. Esto plantea una pregunta crucial: ¿cómo podemos conectar varios conmutadores entre sí? Bueno, hay muchas maneras, y las siguientes son las opciones más populares;

- En cascada
- Apilamiento
- Agrupación

Este artículo trata de los tres métodos más comunes mencionados anteriormente para conectar varios conmutadores Ethernet.

Interruptor en cascada

La conexión en cascada de varios conmutadores es un método convencional. Con la conexión en cascada, podemos conectar conmutadores Ethernet en una de varias topologías posibles. Al conectar en cascada varios conmutadores Ethernet, se puede conseguir una alta densidad de puertos y cada puerto se puede configurar de forma independiente. Cuando se conectan conmutadores en cascada, lo más habitual es utilizar topologías en cadena y en estrella. La conexión en cascada permite conectar conmutadores de distintos fabricantes. Sin embargo, con algunos conmutadores Ethernet es difícil o imposible lograr la conectividad mediante la conexión en cascada.

Topología en cadena

Como su nombre indica, la conexión en cadena de conmutadores permite conectar varios conmutadores Ethernet en "serie", como los pétalos de una margarita. Es la forma más sencilla de añadir conmutadores a una red existente. La estructura de la topología en cadena puede ser en anillo o lineal. En las redes lineales, no hay conexión directa entre los conmutadores de los extremos. En cambio, en las redes en anillo existe una conexión directa entre el primer y el último nodo de la red.
Consideremos una red formada por cinco nodos: A, B, C, D y E. En una topología lineal, podemos representar esta red como A-B-C-D-E, mientras que si conectamos estos cinco nodos en una topología en anillo, representamos esta red como A-B-C-D-E-A. El siguiente diagrama distingue entre topologías de anillo y de línea.

Un nodo se conecta al nodo vecino en una red en cadena. Las redes con menos de tres conmutadores Ethernet pueden funcionar con una topología lineal. Sin embargo, la topología lineal tiene algunas desventajas inherentes, y la redundancia sigue siendo uno de los mayores problemas en este tipo de redes. En una topología lineal, los datos deben pasar por todos los conmutadores implicados. Si falla un conmutador, puede interrumpirse el flujo de datos a los distintos dispositivos conectados.
La estructura de red en cadena de la topología en anillo es preferible para redes con tres o más conmutadores. La topología en anillo es mejor porque garantiza la transmisión bidireccional de datos. Esto significa que si falla un solo conmutador, el anillo sólo se interrumpe en un punto concreto, pero los demás conmutadores siguen conectados. Un problema de la topología en anillo es la posibilidad de que se produzcan congestiones en la red y tormentas de difusión. Sin embargo, estos problemas pueden resolverse integrando STP (Spanning Tree Protocol) en la red. El STP evita que los datos circulen en bucles.

Topología en estrella

La topología en estrella se considera una solución fiable en redes con muchos conmutadores gigabit. En una red basada en la topología en estrella, todos los conmutadores participantes están conectados a un conmutador central mediante conexiones P2P. Así, si dos conmutadores de una red en estrella se comunican entre sí, el flujo de información pasa por el conmutador central. En otras palabras, dos conmutadores de una red en estrella no entran en contacto directo entre sí. En su lugar, el conmutador central transmite toda la información a los nodos de destino.

Cuando se conectan varios conmutadores gigabit en una topología en estrella, suele utilizarse un conmutador dominante (por ejemplo, un conmutador 40G) como conmutador central, que se conecta a los conmutadores de la capa de acceso (por ejemplo, conmutadores 10G) mediante enlaces P2P. De este modo, no hay bucle en una red en estrella y cada conmutador de acceso permanece cerca del conmutador de núcleo o del conmutador central.

Apilamiento de conmutadores

El apilamiento de conmutadores es una técnica que permite la conexión entre dos o más conmutadores en el backplane, normalmente a través de un cable físico específico. De este modo, todos los conmutadores apilados aparecen y funcionan como un único conmutador. El grupo de conmutadores forma una "pila" y requiere un maestro de pila. La siguiente ilustración muestra cómo se apilan teóricamente los conmutadores.

Al igual que el apilamiento físico, el apilamiento virtual también es una opción en la que los switches implicados se apilan a través de puertos Ethernet y no a través de módulos/cables de apilamiento. La densidad de puertos de una "pila" es el número total de conmutadores. Por ejemplo, si conectamos en cascada cuatro conmutadores de 24 puertos, obtendremos un gran conmutador de 96 puertos a la hora de configurarlo. Todos los conmutadores de la pila comparten una única dirección IP (Protocolo de Internet) para la configuración y gestión remotas. Aquí es importante entender que sólo podemos utilizar switches apilables. Además, los conmutadores apilables no requieren conexiones a través de puertos de fibra o cobre junto a los puertos de apilamiento, ya que la pila funciona como un único conmutador. Esto es como conectar dos puertos del mismo conmutador entre sí, lo que daría lugar a un bucle.

Agrupación de conmutadores

Un clúster de switches se refiere a una serie de switches que están conectados entre sí a través de un puerto específico o un puerto de usuario compartido. En un clúster de conmutación, un conmutador actúa como conmutador de comando del clúster y los conmutadores restantes desempeñan el papel de conmutadores miembros del clúster. El conmutador de comando del clúster gestiona los conmutadores de los miembros del clúster. Recuerde No todos los conmutadores están diseñados para formar clústeres, y sólo los conmutadores aptos para clústeres del mismo fabricante pueden agruparse en clústeres.

¿Cuál es el método preferido para conectar varios conmutadores Ethernet?

Apilamiento frente a cascada. En cascada

La diferencia más obvia entre apilamiento y conexión en cascada es que los conmutadores apilables pueden apilarse, mientras que casi todos los tipos de conmutadores de distintos fabricantes pueden conectarse en cascada. Para crear una "pila", en la mayoría de los casos se necesitan conmutadores del mismo tipo o al menos del mismo fabricante.
En una pila de conmutadores, la densidad de puertos es la suma de todos los conmutadores implicados, y el ancho de banda es también la suma de los anchos de banda de todos los conmutadores implicados. En caso de conexión en cascada, el ancho de banda no varía. Además, en los casos en los que sólo hay una ruta entre los switches conectados en cascada, existe la posibilidad de sobrecarga. El apilamiento nos permite configurar y gestionar toda la pila. Cuando configuramos un conmutador, el cambio se propaga a todos los demás conmutadores de la pila, lo que ahorra mucho tiempo. En cambio, con una cascada de conmutadores, hay que configurar y gestionar cada conmutador individualmente.

Apilamiento de conmutadores vs. Agrupación en clústeres Agrupación en clústeres

La agrupación y el apilamiento son muy comunes, ya que ambos funcionan con una única dirección IP y los conmutadores participantes se configuran como un todo. Por lo tanto, tanto el clustering como el stacking son buenas opciones si se quiere simplificar la gestión.
A diferencia de la agrupación, el apilamiento puede ser un poco más fácil de configurar, ya que la pila puede detectar automáticamente cuando un nuevo miembro se une a la pila. Además, los miembros individuales de la pila se gestionan a través de un único archivo de configuración. Por otro lado, los miembros de un cluster tienen archivos de configuración separados. Cuando se crea un clúster, cada nuevo switch debe añadirse al clúster manualmente.
En términos de distancia, los conmutadores apilados físicamente suelen estar ubicados en el mismo rack y los apilados virtualmente pueden desplegarse en distintas ubicaciones. Sin embargo, la agrupación de conmutadores ofrece más flexibilidad, ya que podemos desplegar conmutadores agrupados en distintas ubicaciones de capa 2 o capa 3.

Conclusión:

La tecnología en cascada permite la conexión entre distintos conmutadores. La tecnología de apilamiento permite que varios conmutadores se unan y funcionen como una sola unidad, lo que mejora el rendimiento y la densidad de puertos. La tecnología de agrupación permite gestionar varios conmutadores agrupados como un único dispositivo lógico, lo que ayuda a simplificar la gestión de la red y a reducir costes.
Los conceptos de conexión en cascada y apilamiento son diferentes pero están relacionados. La diferencia radica en el despliegue de los conmutadores participantes, ya que en cascada los conmutadores pueden colocarse muy separados, mientras que no podemos colocar varios conmutadores apilados muy separados (la distancia suele ser de sólo unos metros). Para la conexión en cascada se pueden utilizar puertos estándar, mientras que para el apilamiento se emplean cables de apilamiento especiales y módulos de apilamiento dedicados. El apilamiento también puede describirse como una forma especial de conexión en cascada.
En general, los conmutadores de distintos fabricantes y otros modelos no pueden apilarse, pero sí pueden conectarse en cascada. El apilamiento suele requerir conmutadores idénticos o del mismo fabricante. La conexión en cascada es posible mediante simples conexiones entre conmutadores. Sin embargo, la conexión en cascada no se traduce en un mayor ancho de banda. El apilamiento ofrece un aumento del ancho de banda del sistema y de la densidad de puertos.