Enrutamiento inter VLAN

El enrutamiento entre vlans o inter vlan routing, resulta necesario una vez que se posee una infraestructura de red con vlan implementadas, debido a que los usuarios necesitaran intercambiar información de una red a otra.

Es importante recordar que cada VLAN es un dominio de broadcast único. Por lo tanto, de manera predeterminada, las computadoras en VLAN separadas no pueden comunicarse.

Existe una manera para permitir que estas estaciones finales puedan comunicarse; esta manera se llama enrutamiento entre vlan (Inter vlan routing).

El enrutamiento entre VLAN es un proceso que permite reenviar el tráfico de la red desde una VLAN a otra mediante un enrutador. Las VLAN están asociadas a subredes IP únicas en la red. Esta configuración de subred facilita el proceso de enrutamiento en un entorno de múltiples VLAN.

Tradicionalmente, el enrutamiento de la LAN utiliza enrutadores con interfaces físicas múltiples. Es necesario conectar cada interfaz a una red separada y configurarla para una subred diferente.

En una red tradicional que utiliza múltiples VLAN para segmentar el tráfico de la red en dominios de broadcast lógicos, el enrutamiento se realiza mediante la conexión de diferentes interfaces físicas del enrutador a diferentes puertos físicos del switch. Los puertos del switch conectan al enrutador en modo de acceso; en este modo, diferentes VLAN estáticas se asignan a cada interfaz del puerto. Cada interfaz del switch estaría asignada a una VLAN estática diferente. Cada interfaz del enrutador 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.

El enrutamiento entre VLAN tradicional requiere de interfaces físicas múltiples en el enrutador y en el switch. Sin embargo, no todas las configuraciones del enrutamiento entre VLAN requieren de interfaces físicas múltiples.
 Algunos software del enrutador permiten configurar interfaces del enrutador como enlaces troncales. Esto abre nuevas posibilidades para el enrutamiento entre VLAN. "enrutador-on-a-stick" es un tipo de configuración de enrutador en la cual una interfaz física única enruta el tráfico entre múltiples VLAN en una red.

Enrutamiento entre Vlan, subinterfaces (Router on a Stick)

 La interfaz del enrutador se configura para funcionar como enlace troncal y está conectada a un puerto del switch configurado en modo de enlace troncal. El enrutador realiza el enrutamiento entre VLAN al aceptar el tráfico etiquetado de la VLAN en la interfaz troncal proveniente del switch adyacente y enrutar en forma interna entre las VLAN, mediante subinterfaces. El enrutador luego reenvía el tráfico enrutado de la VLAN etiquetada para la VLAN de destino por la misma interfaz física.

Las subinterfaces son interfaces virtuales múltiples, asociadas a una interfaz física. Estas interfaces están configuradas en software en un enrutador configurado en forma independiente con una dirección IP y una asignación de VLAN para funcionar en una VLAN específica. Las subinterfaces están configuradas para diferentes subredes que corresponden a la asignación de la VLAN, para facilitar el enrutamiento lógico antes de que la VLAN etiquete las tramas de datos y las reenvíe por la interfaz física. Aprenderá más acerca de las interfaces y las subinterfaces en el siguiente tema.

Algunos switches pueden realizar funciones de Capa 3, lo que remplaza la necesidad de utilizar enrutadors dedicados para realizar el enrutamiento básico en una red. Los switches multicapas pueden realizar el enrutamiento entre VLAN.

Para habilitar un switch multicapa para realizar funciones de enrutamiento, es necesario configurar las interfaces VLAN en el switch con las direcciones IP correspondientes que coincidan con la subred a la cual la VLAN está asociada en la red. El switch multicapa también debe tener el IP routing habilitado.

INTERFACES Y SUBINTERFACES

El enrutamiento tradicional requiere de enrutadors que tengan interfaces físicas múltiples para facilitar el enrutamiento entre VLAN. El enrutador realiza el enrutamiento al conectar cada una de sus interfaces físicas a una VLAN única. Además, cada interfaz está configurada con una dirección IP para la subred asociada con la VLAN conectada a ésta. Al configurar las direcciones IP en las interfaces físicas, los dispositivos de red conectados a cada una de las VLAN pueden comunicarse con el enrutador mediante la interfaz física conectada a la misma VLAN. En esta configuración los dispositivos de red pueden utilizar el enrutador como un gateway para acceder a los dispositivos conectados a las otras VLAN.

Configuración de la subinterfaz

La configuración de las subinterfaces del enrutador es similar a la configuración de las interfaces físicas, excepto que es necesario crear la subinterfaz y asignarla a una VLAN.

La sintaxis para la subinterfaz es siempre la interfaz física, en este caso f0/0, seguida de un punto y un número de subinterfaz. El número de la subinterfaz es configurable, pero generalmente está asociado para reflejar el número de VLAN.

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 id de la VLAN. En el ejemplo, la subinterfaz Fa0/0.10 está asignada a la VLAN10. Una vez asignada la VLAN, el comando ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 asigna la subinterfaz a la dirección IP apropiada para esa VLAN.

Router#configure terminal

Router(config)# interface f0/0.10

Router(config-subif)# encapsulation dot1q 10

Router(config-subif)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0

Router(config-subif)# no shutdown

A diferencia de una interfaz física típica, las subinterfaces no están habilitadas con el comando no shutdown en el nivel de modo de configuración de la subinterfaz del software IOS de Cisco. En cambio, cuando la interfaz física está habilitada con el comando no shutdown, todas las subinterfaces configuradas están habilitadas. De manera similar, si la interfaz física está deshabilitada, todas las subinterfaces están deshabilitadas.

Una ventaja de utilizar un enlace troncal es que se reduce la cantidad de puertos del switch y del enrutador. Esto no sólo permite un ahorro de dinero sino también reduce la complejidad de la configuración. Como consecuencia, el enfoque de la subinterfaz del enrutador puede ampliarse hasta un número mucho más alto de VLAN que una configuración con una interfaz física por diseño de VLAN.

Límites del puerto

Las interfaces físicas están configuradas para tener una interfaz por VLAN en la red. En las redes con muchas VLAN, no es posible utilizar un único enrutador para realizar el enrutamiento entre VLAN. Los enrutadors tienen limitaciones físicas para evitar que contengan una gran cantidad de interfaces físicas.

Las subinterfaces permiten ampliar el enrutador para acomodar más VLAN que las permitidas por las interfaces físicas. El enrutamiento entre VLAN en grandes entornos con muchas VLAN puede acomodarse mejor si se utiliza una interfaz física única con muchas subinterfaces.

Desempeño

Debido a que no existe contención para ancho de banda en interfaces físicas separadas, las interfaces físicas tienen un mejor rendimiento cuando se les compara con el uso de subinterfaces. El tráfico de cada VLAN conectada tiene acceso al ancho de banda completo de la interfaz física del enrutador conectado a dicha VLAN.

Cuando se utilizan subinterfaces para el enrutamiento entre VLAN, el tráfico que se está enrutando compite por ancho de banda en la interfaz física única. En una red ocupada, esto puede causar un cuello de botella en la comunicación.

Puertos de acceso y puertos de enlace troncal

La conexión de las interfaces físicas para el enrutamiento entre VLAN requiere que los puertos del switch estén configurados como puertos de acceso. Las subinterfaces requieren que el puerto del switch esté configurado como un puerto de enlace troncal para que pueda aceptar el tráfico etiquetado de la VLAN en el enlace troncal. Al utilizar subinterfaces, muchas VLAN pueden enrutarse sobre un enlace troncal único, en lugar de utilizar una interfaz física única para cada VLAN.

El uso de subinterfaces para el enrutamiento entre VLAN tiene como resultado una configuración física menos compleja que el uso de interfaces físicas separadas, debido a que la cantidad de cables de red física que interconectan el enrutador con el switch es menor. Con menos cables, hay menos confusión acerca de dónde está conectado el cable en el switch. Dado que las VLAN son interconectados mediante enlaces troncales en un enlace único, resulta más fácil resolver el problema de las conexiones físicas.

Por otro lado, el uso de subinterfaces con un puerto de enlace troncal tiene como resultado una configuración de software más compleja, que puede ser difícil de solucionar en caso de presentarse problemas. En el modelo enrutador-on-a-stick se utiliza sólo una interfaz única para alojar todas las VLAN.

Si una VLAN tiene problemas al enrutarse con otras VLAN, no puede simplemente rastrear el cable para ver si éste está conectado en el puerto correcto. Es necesario verificar si el puerto del switch está configurado para ser un enlace troncal y también que la VLAN no esté siendo filtrada en ninguno de los enlaces troncales antes de que llegue a la interfaz del enrutador. Además, es necesario verificar si la subinterfaz del enrutador está configurada para utilizar el ID de la VLAN y la direcciones IP correctas.