CCNP SWITCH 642-813 Official Certification Guide (Part II – Chapter 2.2 Multilayer Switch Operation)

2. Multilayer Switch Operation (Conmutación Multicapa)

Los switches Cisco disponen de 2 generaciones de MLS (Multilayer Switching):

  • Route Catching: ésta es la generación más antigua de MLS, la cual requiere un RP (Route Processor) y un SE (Switching Engine), este tipo de MLS también es conocida como LAN switching. En este caso RP se encarga de buscar el camino más adecuado y almacenarlo,  SE es la encargada de “recordar” la decisión tomada por RP.
  • Basado en topología: ésta es la generación actual y utiliza ASIC (Application-Specific Integrated Circuit o Circuito integrado para una aplicación específica) especializados para construir una base de datos única con toda la topología de la red. Este tipo de comunicación es conocido como CEF (Cisco Express Forwarding). Una vez determinada la ruta, se almacena en la FIB (Forwarding Information Base), que es donde se puede consultar cada vez que entre una petición idéntica.

Qué es CEF (Cisco Express Forwarding)?

CEF es una característica avanzada de la IOS de Cisco que permite realizar una conmutación más rápida en los dispositivos Cisco. Una tarea esencial en los dispositivos de capa 3 (Routers y Switchs de capa 3), es la toma de decisiones respecto de a dónde deben reenviar los paquetes que reciben. este proceso de decisión es conocido con el nombre de conmutación “Switching en inglés”, y es diferente del proceso de conmutación que se realiza en un switch Ethernet de capa 2.

Multilayer Switch (CAM & FIB)

 L2 Forwarding table: La dirección MAC de destino junto con la VLAN ID se buscan en la tabla CAM, si se encuentra se coloca la trama en la cola de salida para ser procesada, en caso contrario se prepara la trama para ser enviada por todos los puertos excepto el origen (inundación).

L3 Forwarding table: La tabla FIB se consulta, utilizando la dirección IP de destino como índice. El resultado más largo que podemos encontrar en la tabla FIB, es la (dirección IP y máscara), con esto obtenemos la dirección de capa 3 del próximo salto. La tabla FIB también contiene la dirección MAC de capa 2 del siguiente salto y el puerto de salida del switch (y VLAN ID), de modo que las búsquedas en la tabla no son necesarias.

Security ACLs: Las listas de acceso de entrada y salida se compilan en las entradas de la tabla TCAM para que las decisiones de si se debe enviar un paquete se puedan determinar como una sola tabla de búsqueda.

Qos ACLs: Se clasifican las tramas entrantes en función de la QoS, estas decisiones las realiza la tabla (TCAM QoS).

Al igual que con conmutación de Capa 2, el paquete finalmente debe ser colocado en la cola de salida correspondiente al puerto de salida del switch adecuado.

Cuando un dispositivo (Capa 3) conmuta, realiza las siguientes operaciones:

  1. Decidir si debe o no reenviar un paquete después de verificar que la red de destino del paquete es alcanzable.
  2. Si el destino es alcanzable, ¿Cuál es el próximo salto y que interfaz debe utilizarse para alcanzar este destino?
  3. ¿Se debe modificar la dirección MAC con la que se encapsula el paquete?

Tomando como referencia la tabla de enrutamiento IP, CEF crea su propia tabla de enrutamiento llamada FIB, la cual se utiliza para definir a qué interfaz se debe reenviar el paquete.

Existen paquetes que no pueden ser conmutados directamente por CEF y tienen que ser procesados de forma diferente:

  • Peticiones ARP.
  • Paquetes IP con TTL expirado o MTU excedida.
  • Broadcast IP que son reenviados como unicast como las peticiones DHCP o ip-helper.
  • Actualizaciones de enrutamiento.
  • Paquetes CDP.
  • Paquetes encriptados.
  • Paquetes no IP y no IPX.

CEF se encuentra deshabilitado por defecto en todos los dispositivos Cisco, excepto en los routers de la serie 7xxx, 6500 y 12000. Los routers de la serie 2600, 3600 y 3800 incorporan esta característica a partir de la versión de la IOS de cisco 12.2(11)T. Ahora vamos a ver algunos comandos relacionados con este tipo de conmutación.

Habilitar CEF

Router#configure terminal
Router(config)#ip cef
Router(config)#

Deshabilitar CEF

Router#configure terminal
Router(config)#no ip cef
Router(config)#

Verificar el estado de CEF

Router#show ip cef
Prefix                        Next Hop       Interface
0.0.0.0/0                 192.168.1.5    FastEthernet0/0
192.168.0.0/24       192.168.1.1    Serial0/2/0
192.168.2.0/30       192.168.1.1    Serial0/2/0
192.168.3.0/30       192.168.1.1    Serial0/2/0
192.168.4.0/24       192.168.1.1    Serial0/2/0
192.168.5.0/30       192.168.1.1    Serial0/2/0

show ip cef detail muestra información detallada sobre cada entrada de la tabla FIB.

show ip cef summary permite ver un resumen de las entradas contenidas en la tabla FIB.

Ejemplo práctico realizado con Packet Tracer.

Inter-VLAN Routing with an Internal Route Processor and Monitoring CEF Functions.

Documento adjunto: Ejemplo_CEF.pdf

Archivo Packet Tracer: Ejemplo CEF (Packet Tracer)

Un saludo a tod@s,

JMHAlegre

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7 respuestas a CCNP SWITCH 642-813 Official Certification Guide (Part II – Chapter 2.2 Multilayer Switch Operation)

  1. Lisa dijo:

    Hola..! Excelente tu Blog… estoy comenzando a estudiar para el examén de Swtich y me gusta la forma de como explica todo, la verdad el ingles no va conmigo aúnque entiendo bastante el material de la curricula en ingles, me gusta leer en español por si no entendí bien la cosa… Gracia por el blog..!!

  2. Giovanny dijo:

    Juan, que versión de packet estas usando??

  3. Martin dijo:

    Buenas Tardes

    Esoty haciendo una practica con GNS3 y mi pregunta es la siguiente, como hago que un switch layer 3 trabaje como un simple switch de capa 2, quiero decir, lo unico que quiero es que conmute, tengo 2 PC conectados al switch: un PC esta conectado al f0/0 y el otro al f0/1. Si hago un ping entre los PC, no se ven. Ambos PC estan en la misma subred y deberia de quedar asi (misma subred 192.168.0.0/24), como puedo hacer para que se comuniquen ? debo de asignar direccion IP a las interfaces del switch layer 3. Te agradeceria que me lo explicaras. Muchas gracias y felicitaciones por el blog.
    Saludos

    • Hola Martín,

      Si el switch está con la configuración por defecto se deberían ver los 2 equipos sin problema. Yo he montado una maqueta con Packet Tracer y no me ha dado ningún problema.

      La maqueta se compone de un Cisco 3560 Layer 3 y 2 PC (Uno en el F0/0 y otro en el F0/1).

      Haz una cosa, configura el switch con los valores por defecto, es decir elimina la configuracion (erase startup-config) y haz un reload. A continuación vuelve a probar de hacer ping desde el PC1 al PC2.

      Te envío el ejemplo en Packet Tracer a tu cuenta de correo. Si sigues teniendo problemas, enviame la configuración del switch y le doy un vistazo.

      Saludos,

      Juan M. Huertas Alegre

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