Opciones de conectividad WAN

Tema CCNA 200-301

Un elementos que llamó la atención en la migración al nuevo CCNA 200-301 es la reducción del capítulo dedicado a tecnologías WAN a solamente un punto en el título "Fundamentos de networking".
En este sentido ya no se incluye desarrollo sobre protocolos tales como Frame Relay, MPLS, PPP, PPPoE, etc.
Pero esto no significa descuidar el tema durante nuestra preparación.
Un punto que es necesario tener en cuenta es que en este examen Cisco muestra una nueva consideración de las diferente tecnologías WAN, no diferente pero si una evolución respecto de las menciones que se hacían en temarios anteriores.
Vaya entonces este post para revisar las diferentes opciones de conectividad WAN consideradas en el contexto del examen 200-301 y cómo se las organiza o clasifica.

Tecnologías tradicionales

• Enlaces de comunicaciones dedicados
  Se denomina línea dedicada a un enlace de comunicación WAN establecido de modo estable y permanente desde el CPE local hasta el CPE remoto a través de la red del proveedor de servicios. Brinda servicios full-time, sin requerir procedimientos de inicialización del enlace antes de iniciar la transmisión de datos.
• Enlaces de comunicaciones conmutadas por circuitos
  Operan sobre la base del establecimiento de circuitos virtuales que se generan dinámicamente para definir circuitos temporales dedicados entre origen y destino. 
• Enlaces de comunicaciones conmutadas por paquetes
  Estos servicios apuntan a un manejo más eficiente del ancho de banda disponible en la red del proveedor de servicios.
  En estas redes capa paquete se identifica como perteneciente a un cliente en particular y reenviado hacia el destino en función de esa etiqueta. Las tramas son transportadas a través de la red WAN basándose en un ID ubicado en el encabezado de cada una de las tramas ya que la transmisión se realiza sobre una infraestructura física compartida estableciendo circuitos virtuales conmutados.

Tecnologías emergentes

• MPLS
  Tecnología definida por la IETF que establece un mecanismo de reenvío de paquetes basado en etiquetas diseñado para lograr un reenvío rápido en el core de las redes IP y que permite escalar las redes corporativas. Se trata de una tecnología que combina la flexibilidad y estabilidad del enrutamiento IP con la velocidad de conmutación de las redes capa 2.
  Permite transportar contenido de cualquier protocolo transportándolo en la porción de datos, puede ser tanto paquetes IPv4 como IPv6, Ethernet, DSL, etc.; habilitando a que cada sitio corporativo se conecte a la red de transporte con la tecnología de acceso que sea necesario.
  Cuando cada paquete ingresa en la red MPLS el primer router MPLS que lo recibe agrega una etiqueta entre el encabezado de capa de enlace de datos y el encabezado IP. Esa etiqueta es utilizada por la red de transporte para reenviar el tráfico hacia el punto de salida conde el último router MPLS retira la etiqueta. Este proceso es transparente para la red corporativa y se implementa exclusivamente en la red de transporte del proveedor de servicios.
• Ethernet over WAN
  Ethernet es hoy posible utilizarla como mecanismo de acceso a la red WAN manteniendo el mismo formato de trama e interfaces que ya conocemos.
  En la actualidad se ofrecen diferentes servicios WAN utilizando Ethernet: Metro Ethernet, Ethernet over MPLS, VPLS, etc. En estos casos todos los sitios que componen una red corporativa operan como si estuvieran conectados a un mismo switch LAN. De esta forma los diferentes sitios remotos están en una única red multi acceso y cada sitio puede conectarse directamente con los demás sitios que componen la misma red WAN utilizando espacio de direccionamiento propio para el enrutamiento.
• Acceso a Internet de banda ancha
  En la actualidad hay múltiples tecnologías de banda ancha para el acceso a Internet que pueden ser utilizadas en la red corporativa. Hay múltiples posibilidades de acceso cableado sea por fibra óptica o cable de cobre; este tipo de conexión tiende a ser de tipo permanente, dedicada y con una capacidad consistente. Las soluciones de conectividad inalámbrica son también posibles aunque no tienen la misma consistencia en su capacidad, tasas de error y latencia.
  Ejemplos de conexiones de banda ancha cableada son DSL, cable módem y los accesos de fibra óptica. Por el lado de las conexiones de acceso inalámbrico las más frecuentes son los accesos por tecnología celular (3G/4G/5G) y los servicios de acceso satelital.
  Se trata de soluciones de bajo costo pero en los que no hay control de latencias o calidad de servicio.
• Conexiones WAN de fibra óptica
  Las conexiones de fibra óptica tienen algunas ventajas claras sobre las conexiones de cobre: menor atenuación e inmunidad a interferencias. La reducción de los costos de instalación de fibra óptica y las nuevas tecnologías han impulsado un uso creciente de este tipo de conexiones.
  Son ejemplos de este tipo de conectividad: FTTx, SONET o SDH, DWDM, Fibra oscura.

Enlaces relacionados

• Blog: El nuevo CCNA 200-301
• Versión oficial del temario en el sitio de Cisco

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Auto-MDIX

Automatic Medium-Dependent Interface crossover
En la implementación de interfaces Ethernet que utilizan cableado de par trenzado hay 2 definiciones básicas:

• MDI (Medium Dependent Interface)
  Describe física y eléctricamente la interfaz de una placa de red o de un dispositivo terminal.
• MDIX (Medium Dependent Interface crossover)
  Describe física y eléctricamente la interfaz de un puerto de switch o hub.

Estas definiciones son las que permiten que el par de transmisión de un dispositivo esté eléctricamente conectado con el par de recepción del dispositivo que recibirá su transmisión.
En este caso los switches (utilizando interfaces MDIX) son los que "cruzan" la conexión eléctrica posibilitando el establecimiento de esos circuitos.

Auto-MDIX es un mecanismo introducido para eliminar la necesidad de utilizar cables específicos para cada conexión ("cable derecho" o "cable cruzado") detectando automáticamente la señal eléctrica que se recibe para adecuar el puerto del dispositivo a esa señal.
Cuando Auto-MDIX está habilitado en una interfaz detecta automáticamente el tipo de conexión requerido y configura el puerto del modo conveniente.

• Ha sido incluido en el estándar de Gigabit Ethernet (1000 Base-T IEEE 802.3ab).
• La resolución de la negociación dura menos de 500 mseg.
• Requiere que las interfaces estén configuradas para autonegociar velocidad y dúplex.

Los switches Catalyst implementan Auto-MDIX por defecto en todos sus puertos.
Más allá de eso puede desactivarse o activarse por configuración:

Switch# configure terminal
Switch(config)# interface gigabitethernet1/0/1
Switch(config-if)# mdix auto
Switch(config-if)# end



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Distribución de carga en un link aggregation

Link aggregation balancea automáticamente el tráfico sobre el canal virtual que se forma entre los diferentes enlaces físicos que lo componen. Este balanceo se hace utilizando un algoritmo de hashing que utiliza como información de base para el cálculo algunos campos de los encabezados de cada trama o paquete.
Los campos que se utilizan en este cálculo por defecto y las variantes disponibles difieren de acuerdo a la plataforma. En la mayoría de las plataformas Catalyst la opción por defecto es src-dst-ip.


Las opciones disponibles son:

El algoritmo de hash calcula un patrón binario que identifica el enlace físico del canal a través del cual se reenvía la trama. 
Un canal de 2 enlaces físicos utiliza el último bit del hash para definir el enlace que utiliza; un canal de 3 o 4 enlaces físicos utiliza los dos últimos bits; un canal de entre 5 y 8 enlaces físicos utiliza los últimos 3 bits.


Este mecanismo de distribución de la carga asegura que no se utiliza un enlace en desmedro de otros, pero no puede asegurar una distribución uniforme de la carga ya que esto dependerá del tráfico que genere cada dispositivo terminal que atraviesa el canal en su ruta al destino. Por lo tanto, puede ocurrir que un enlace físico tenga significativamente más carga que otros.

NOTA:

No es posible controlar que una conversación utilice un puerto en particular. Sólo se puede modificar el método que se utiliza para la distribución de carga.





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Port Aggregation - Guía de configuración

La configuración de un port aggregation sea de modo estático o con auto-negociación no es un proceso complicado pero sí requiere atención a los detalles ya que una pequeña imprecisión puede hacer que el port-channel no opere o que algún puerto físico no se integre en él.

Un procedimiento sugerido para la configuración es el siguiente:

• En primer lugar identifique los puertos que se utilizarán en cada switch.
• Configure el canal en cada interfaz.o  Asigne el número de channel group.o  Especifique el modo de operación (estático, PAgP o LACP).
• Configure la interfaz port-channel.
• Verifique la conectividad.

Consideraciones a tener presentes:

• No es necesario que las interfaces que integran el canal sean físicamente contiguas o pertenezcan al mismo módulo. Sí al mismo switch.
• Configure todas las interfaces para operar a la misma velocidad y en el mismo modo de dúplex antes de iniciar.
  No las deje en modo de auto-negociación.
• Todas las interfaces del canal deben estar asignadas a la misma VLAN o configuradas como troncales.
• Si las interfaces que forman el canal son troncales antes de integrarlas al port-channel, deben tener permitidas las mismas VLANs.
• El costo STP no impacta en la la formación del canal. Las interfaces pueden tener configurado diferentes costos.

Configuración de port aggregation capa 2

Switch(config)# interface range GigabitEthernet0/1 – 2
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# channel-group 1 mode on

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Port-channel1, changed state to up

Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface port-channel 1
Switch(config-if)# switchport mode trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# port-channel load-balance dst-ip

Configuración de port aggregation capa 3

Switch(config)# interface range GigabitEthernet0/1 – 2
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no ip address
Switch(config-if)# channel-group 1 mode on

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Port-channel1, changed state to up

Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface port-channel 1
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 172.16.250.2 255.255.255.252

Switch(config-if)# exit

Verificación de port aggregation

Switch# show etherchannel summary
Flags: D – down         P - bundled in port-channel
       I – stand-alone  s – suspended
       H – Hot-standby (LACP only)
       R – Layer3       S – Layer2
       U – in use       f – filed to allocate aggregator
       M – not in use, minimum links not met
       u – unsuitable for bundling
       w – waiting to be aggregated
       d – default port

Number of channel- groups in use: 1
Number of aggregators:            1

Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+----------------------
1      Po1(SU)       LACP        Gi0/1(P)   Gi0/2(P)


Switch# show etherchannel load-balance

Switch# show interfaces port-channel 1

Switch# show interfaces FastEthernet 0/1 etherchannel



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Port Aggregation - Distribución de carga

Port aggregation balancea el tráfico sobre el canal virtual ente los diferentes enlaces físicos que lo componen. Este balanceo se hace utilizando un algoritmo de hashing que utiliza como información de base para el cálculo algunos campos de los encabezados de cada paquete.

Los campos que se utilizan en este cálculo por defecto y las variantes disponibles difieren de acuerdo a la plataforma. En la mayoría de las plataformas Catalyst la opción por defecto es src-dst-ip.

• dst-ip             Dirección IP destino
• dst-mac         Dirección MAC destino
• src-dst-ip       Direcciones IP de origen y destino
• src-dst-mac   Direcciones MAC de origen y destino
• src-ip             Dirección IP origen
• src-mac         Dirección MAC origen
• src-port          Puerto capa 4 de origen
• dst-port          Puerto capa 4 de destino
• src-dst-port    Puertos capa 4 de origen y destino

El algoritmo de hash calcula un patrón binario que identifica el enlace físico del canal a través del cual se reenvía la trama. Un canal de 2 enlaces físicos utiliza el último bit del hash para definir el enlace que utiliza; un canal de 4 enlaces físicos utiliza los dos últimos bits; un canal de 8 enlaces físicos utiliza los últimos 3 bits.
Este mecanismo de distribución de la carga asegura que no se utiliza un enlace en desmedro de otros pero no puede asegurar una distribución uniforme de la carga ya que esto dependerá del tráfico que genere cada dispositivo terminal que atraviesa el canal en su ruta al destino. Por lo tanto, puede ocurrir que un enlace físico tenga significativamente más carga que otros.

• NOTA
  No es posible controlar que una conversación utilice un puerto en particular. Sólo se puede modificar el método que se utiliza para la distribución de carga.

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Port Aggregation (EtherChannel)

La escalabilidad en la capacidad de las redes LAN es un elemento crítico para la evolución de las mismas. En un área dominada por Ethernet se escala básicamente de 10 en 10: 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps…
Escalar en la capacidad de los enlaces Ethernet requiere actualización de hardware y esto es un costo significativo. Este es el lugar para el desarrollo e implementación de recursos como Port Aggregation, también conocido como EtherChannel.

EtherChannel es la tecnología propietaria de Cisco derivada de un desarrollo inicial de Kalpana (empresa de switching adquirida por Cisco) para dar respuesta a esta necesidad de escalabilidad y puesta de operación en los años ‘90.
Con el paso del tiempo dio lugar a la publicación por parte de la IEEE del estándar 802.3ad denominado Link o Port Aggregation.

Ambos protocolos no son compatibles entre sí,
uno es claramente estándar mientras el otro no,
sin embargo, muchas veces los términos EtherChannel, Port Aggregation y Link Aggregation se utilizan como sinónimos lo que puede dar lugar a confusiones.

Características del port aggregation
Al configurar port aggregation es conveniente tener presentes algunos puntos:

• El canal port aggregation está conformado por cada uno de los enlaces físicos (entre 2 y 8) que lo integran y una interfaz virtual (interface port-channel).
• El port aggregation conforma una conexión uno a uno. Esto significa que conectan un dispositivo individual a otro dispositivo individual, no uno a varios.
• Una vez configurado un port aggregation cualquier configuración que se aplica a la interfaz port-channel afecta a la operación de todo el canal.
  Cualquier modificación de configuración que se realiza sobre un puerto físico afecta exclusivamente a ese puerto físico.
• Todas las interfaces físicas que se integran en el port-channel deben ser de iguales características físicas (medio físico, capacidad).
• Todas las interfaces físicas deben estar operando a la misma velocidad y en el mismo modo dúplex (por eso se sugiere no dejar estos aspectos librados a la autonegociación).
• Todas las interfaces físicas deben estar asignadas a la misma VLAN o estar configuradas como troncales con iguales características (VLAN nativa, VLANs permitidas, tec.).
• Las interfaces físicas que conforman un un canal pueden tener asignado diferente costo de STP.
• En los switches Catalyst ME, solamente los puertos NNI y ENI soportan negociación dinámica con LACP o PAgP.

Mecanismos de negociación
Hay 2 mecanismos básicos para la definición de un port-channel:

• Configuración estática.
• Negociación dinámica.
  Independientemente del protocolo elegido introduce carga de tráfico y demora en la inicialización de los puertos.
  - PAgP
    Es el protocolo propietario de Cisco.
  - LACP
    Es el protocolo estándar definido por la IEEE.

Link Aggregation Control Protocol

• Corresponde a la especificación IEEE 802.3ad.
• Permite agrupar varios puertos físicos en un único canal lógico.
• Permite la negociación automática del canal.
• Al ser estándar permite interoperabilidad entre fabricantes.
• Verifica la consistencia de configuración de los puertos y gestiona el agregado de enlaces los posibles fallos entre los 2 switches.
• Si se modifica la configuración de un puerto físico ese cambio se traslada automáticamente a los demás puertos físicos que forman el canal.
• Ambos dispositivos intercambian paquetes LACP sobre los puertos del canal.
• El switch con menos prioridad define cuáles son los puertos físicos que participan del canal.
• Los puertos son miembros activos del canal de acuerdo a su prioridad; menor valor de prioridad indica una prioridad más alta.
• Se pueden asociar hasta 16 enlaces físicos a un canal lógico, solamente 8 de esos enlaces serán activos de modo simultáneo.
• LACP permite 2 modos de operación:
  - Activo
    Se activa LACP incondicionalmente.
  - Pasivo
    Sólo se activa LACP si detecta otro dispositivo LACP.

Port Aggregation Protocol

• Proporciona servicios semejantes a los de LACP.
• Es un protocolo propietario de Cisco por lo que no permite interoperabilidad con otras marcas.
• Los paquetes se intercambian a través de los puertos que componen el canal.
• Se comparan las capacidades de los puertos y se establece el canal con aquellos puertos que tienen iguales características.
• Sólo se integran en el canal puertos con idéntica configuración de VLANs o troncales.
• Cuando se modifica uno de los puertos que componen el canal, se modifican automáticamente esos parámetros en todos los puertos del canal.
• No es compatible con LACP.
• PAgP presente 2 modos de operación:
  - Desirable
    Activa PAgP sin condiciones.
  - Auto
    Activa PAgP solamente si detecta en el otro extremo un dispositivo PAgP.

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Autonegociación Ethernet

La autonegociación es un mecanismo de señalización utilizado en redes Ethernet de par trenzado (Tx) mediante el cual dos dispositivos conectados entre sí pueden seleccionar condiciones comunes de operación (velocidad y dúplex). Ha sido definido en IEEE 802.3, es opcional en redes Ethernet y FastEthernet, y es obligatorio en redes 1000BaseT, 1000BaseTx y 10GBaseT.
La autonegociación se puede utilizar en dispositivos que tienen la capacidad de implementar más de una tasa de transmisión (speed) y diferentes modos de operación en dúplex. Ambos dispositivos declaran sus capacidades y seleccionan el mejor modo de operación que ambos dispositivos comparten.
Se prefiere la mayor tasa de transferencia sobre la menor, y el modo de operación full dúplex sobre el half dúplex.

Cuando un dispositivo soporta autonegociación y el otro no la soporta o ha sido desactivada en él, el dispositivo que tiene capacidad de negociación determina y se ajusta a la tasa de transferencia (velocidad) del que no y asume el modo half dúplex al no poder determinar otra cosa. 
Sin embargo, en entornos multi-vendor hay que tener presente que esto no siempre funciona adecuadamente ya que algunos fabricantes han introducido variantes a la definición del estándar.

La siguiente tabla muestra el resultado de la negociación entre ambos extremos de una conexión Ethernet, considerando configuración manual o autonegociación.

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Conmutación de tramas unicast Ethernet - Gráfica

Los switches LAN o capa 2 son un componente sumamente importante de nuestras redes LAN Ethernet actuales. Es por esto que creo importante refrescar algunos conceptos entre los cuales destaca el modo de operación de estos dispositivos cuando reciben una trama de unicast.

Las acciones posibles son 3:

• Filtering
  La trama no se reenvía (no es lo mismo que bloquear el puerto).
• Forwarding
  La trama se reenvía exclusivamente al puerto vinculado a la MAC de destino.
• Flooding
  La trama se copia a todos los puertos salvo aquel en el que se recibió.

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Interfaces en Errdisable

Desde que hacemos nuestras primeras armas en redes que utilizan switches Cisco Catalyst aparece un concepto específico: los puertos en estado "err-disabled".
¿Qué significa eso?

El estado errdisable
El estado errdisable aparece cuando un puerto de un switch se encuentra habilitado por configuración (no shutdown) pero el sistema operativo detecta una situación de error y por lo tanto evalúa que se la debe desactivar.
Un puerto en estado error disabled operativamente está fuera de operación (shutdown) y no envía o recibe tráfico de ningún tipo. El LED del puerto se fija en color ámbar y cuando se lo verifica utilizando el comando show interfaces aparece como err-disabled.

Switch#show interfaces fastethernet 0/1 status 

Port   Name    Status       Vlan     Duplex  Speed Type
Fa0/1          err-disabled 100        auto   auto 10/100BaseTX

Este estado de errdisable tiene 2 propósitos:

• Indica al administrador cuándo y dónde un puerto ha detectado problemas.
• Elimina la posibilidad de que este puerto cause fallos en otros puertos o el módulo en el que se encuentra.
  Un puerto con fallas puede ocupar la totalidad de los buffers de memoria disponibles o sus mensajes pueden causar errores en la red. Esto es evitado al colocar el puerto en error.

Causas del estado errdisable
Este estado se introdujo inicialmente en los puertos de los switches para manejar situaciones especiales provocadas por exceso de colisiones en al red generadas por diferentes causas:

• Un cable Ethernet fuera de especificaciones (p.e. muy largo).
• Una interfaz de red en malas condiciones (p.e. problemas físicos).
• Un error de configuración de dúplex en los puertos.

Más allá de esa implementación inicial hoy el estado errdisable está asociado a múltiples implementaciones comunes en redes conmutadas:

• No coincidencia de dúplex
• Mala configuración del port channel
• Violación de BPDU Guard
• Condición UniDirectional Link Detection (UDLD)
• Detección de colisiones tardías
• Detección de link-flap 
• Violación de seguridad (port-security)
• Flapeo de Port Aggregation Protocol (PAgP) 
• Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) guard
• DHCP snooping rate-limit
• GBIC / Small Form-Factor Pluggable (SFP) módulo o cable incorrecto
• Address Resolution Protocol (ARP) Inspection
• Inline Power

La colocación del puerto en este estado está definida como acción por defecto ante la detección de cualquiera de estas situaciones. El comando show errdisable detect permite verificar cuáles son las acciones que están asociadas a este estado.

Documentación de referencia

• Errdisable Port State Recovery on the Cisco IOS Platforms

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EIA/TIA 568-B - Gráfica

La EIA/TIA es el organismo de estandarización que ha definido la normativa utilizada para la instalación del denominado cableado estructurado. Por cableado estructurado entendemos una instalación de cableado de cobre y/o  fibra óptica estándar que asegura una infraestructura física de transmisión óptima para cualquier sistema de comunicaciones de voz, vídeo o datos.

El estándar EIA/TIA 568 establece los parámetros estándar para cableado estructurado en edificios comerciales.
EIA/TIA 568-B.1 data de 1991 y fue revisada en 1995, incorporando las variantes A y B. Es un estándar definido inicialmente para el conectorizado en el cableado telefónico que especifica las características físicas de los conectores macho y hembra al mismo tiempo que la asignación de los diferentes cables que componen el UTP.

Utiliza conectores 8P8C que por extensión reciben el nombre genérico de RJ-45.

La distribución de los cables utilizados en sistemas Ethernet está definida por el estándar EIA/TIA-568-B que establece dos formatos básicos para el armado de fichas RJ-45: T568 A y T568 B. El gráfico a continuación presenta la distribución de cables denominada T568 B considerando un conector RJ-45 visto desde su parte inferior.

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Trama Ethernet - Gráfica

El conocimiento de la estructura de la trama Ethernet es esencial para la comprensión de la operación de la gran mayoría de las redes LAN actuales y muchas implementaciones WAN.
Con una estructura relativamente simple, compatibiliza las definiciones de la propuesta abierta Ethernet II con el estándar IEEE 802.3.

• Preámbulo:
  8 bytes (no están incluidos en algunas descripciones del encabezado)
  Notifica a los demás nodos que la información que sigue corresponde a una trama y establece sincronismo entre origen y destino. 
• Dirección MAC de destino:
  6 bytes
• Dirección MAC de origen:
  6 bytes
• Tipo:
  2 bytes
  Indica el protocolo de capa 3 que se está encapsulando.
    Valor menor a 0x0600  indica la longitud de la trama. (IEEE 802.3)
    0x0806  -  ARP
    0x0800  -  IPv4
    0x86DD – IPv6
• Datos:
  Entre 46 y 1500 bytes.
• FCS:
  4 bytes
  Permite al nodo destino verificar la existencia o no de errores producidos durante la transmisión.

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CSMA/CD - Gráfica

Un punto importante en nuestra formación como técnicos es la comprensión de la operación del protocolo de acceso al medio CSMA/CD.
Parte fundacional de Ethernet, hoy sigue siendo la base necesaria para comprender la operación y limitaciones de esta tecnología cuando opera en modo half-dúplex. Es por esto que me ha parecido importante en este recorrido gráfico incluir un diagrama descriptivo de este método de acceso al medio.

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MTU - Maximum Transmission Unit

Uno de los tantos conceptos en los que no ponemos atención hasta que debemos resolver algún problema relacionado con él es el de MTU: el tamaño máximo de una unidad de transmisión.

Concepto general
En términos generales el MTU es el mayor tamaño posible de una unidad de datos en un protocolo de capa de red (PDU de capa de red) que puede ser utilizado en una comunicación.
Se lo suele encontrar como parámetro de referencia respecto de las interfaces (la MTU de una interfaz) o de un protocolo (el MTU permitido por un protocolo). Y se lo expresa en Bytes u octetos. Por ejemplo, una interfaz con un MTU de 1500 B indica que esa interfaz soporta paquetes (de cualquier protocolo de capa de red) de hasta 1500 Bytes de tamaño (incluye datos + encabezado de capa de transporte + encabezado de capa de red).

MTU = Datos (Bytes) + Encabezado capa 4 (Bytes) + Encabezado capa 3 (Bytes)

No considera el encabezado de la trama (Ethernet, por ejemplo), ni la sobrecarga que pueden generar sistemas de transmisión en capa física. En algunas publicaciones este parámetro recibe la denominación de MTU de capa 3 haciendo referencia clara a que se trata del tamaño máximo del paquete.

El uso del término en la industria
Más allá del concepto general, algunos fabricantes le dan un sesgo particular en la documentación e interfaces de sus productos.
Algunos de esos usos específicos son los siguientes:

• Dell Force10 utiliza MTU como tamaño máximo de la trama.
• Hewlett Packard utiliza MTU como tamaño máximo de la trama incluyendo el tag de 802.1Q.
• Juniper  utiliza MTU de la interfaz física, MTU de la interfaz lógica (coincide con el concepto general) y MTU Máximo.

MTU en dispositivos Cisco
Cisco adhiere en su documentación a la definición de MTU elaborada por la IETF pero al momento de abordar la configuración de sus interfaces permite definir varios parámetros diferentes asociados al mtu, especialmente en IOS-XR.

En Cisco IOS el comando mtu modifica el parámetro de igual nombre en la interfaz correspondiente, pero coincidiendo con la definición general considera solamente el encabezado capa 3 y no el encabezado capa 2. El MTU por defecto de una interfaz es de 1500 Bytes, y es modificable dentro de la configuración de la interfaz, como ya dije, utilizando el comando mtu. 
Cuando se ejecuta un show interface el resultado visible (por defecto) será 1500 B que es lo que corresponde al tamaño máximo del paquete.

RouterIOS#show interfaces Ethernet0
 Ethernet 0 is up, line protocol is up
   Hardware is MCI Ethernet, address is 0000.0c00.750c (bia 0000.0c00.750c)
   Internet address is 131.108.28.8, subnet mask is 255.255.255.0
   MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit... [se omite el resto del comando] 

En el caso de dispositivos IOS-XR es diferente. Se considera un mtu de capa 2 y otro mtu de capa 3.

• MTU de capa 3.
  Se considera la definición de la IETF de MTU incluyendo solamente en encabezado de capa 3. Sin embargo, a nivel configuración, IOS-XR permite diferentes configuraciones según la red.
  
  ipv4 mtu = Datos + Encabezado capa 4 + Encabezado IPv4 = 1500 B
  
  mpls mtu = Datos + Encabezado capa 4 + Encabezado IPv4 + Label = 1504 B

• MTU de capa 2.
  Incluye en su consideración el encabezado de capa 2 correspondiente. Por lo tanto
  
  MTU de capa 2 = MTU capa 3 (Bytes) + encabezado capa 2 (Bytes)
  
  De esta manera, en interfaces Ethernet el MTU será de
  
  MTU capa 3 + Encabezado Ethernet = MTU interface
     1500 B       +           14 B                 = 1514
  
  En interfaces PPP o HDLC será de
  
     1500 B       +            4 B                  = 1504

RP/0/0/CPU0:RouterIOS-XR# show interfaces tenGigE 0/0/0/1 

TenGigE0/0/0/1 is administratively down, line protocol is administratively down 

  Hardware is TenGigE, address is 0800.4539.d909 (bia 0800.4539.d909)

  Description: user defined string

  Internet address is Unknown

  MTU 1514 bytes, BW 10000000 Kbit

     reliability 255/255, txload 0/255, rxload 0/255
     [se omite el resto del comando]

Comandos referidos al MTU
En dispositivos Cisco IOS.

• Router(config-if)#mtu 1520
  Define el MTU de la interfaz
• Router(config-if)#mpls mtu 1520
  Define un MTU específico para tramas MPLS. No puede ser superior al MTU de la interfaz.

En dispositivos Cisco IOS-XR:

• RP/0/RP0/CPU0:Router(config-if)#mtu 1522
  Define el MTU de la interfaz, en este caso incluye el encabezado Ethernet de la trama.
• RP/0/RP0/CPU0:Router(config-if)#mpls mtu 1508
  Define un MTU específico para tramas MPLS. Si se le suma el encabezado Ethernet, no puede superar el MTU de la interfaz.
• RP/0/RP0/CPU0:Router(config-if)#ipv4 mtu 1500
  Define un MTU específico para paquetes IPv4. Al sumarle el encabezado Ethernet no puede superar el MTU de la interfaz.
• RP/0/RP0/CPU0:Router(config-if)#ipv6 mtu 1500
  Define un MTU específico para paquetes IPv6. Al sumarle el encabezado Ethernet no puede superar el MTU de la interfaz.

Enlaces de referencia

• MTU Behavior on Cisco IOS XR and Cisco IOS Routers
• Cisco IOS XR Interface and Hardware Component Command Reference

Las abreviaturas y siglas utilizadas en este post puede encontrarlas desarrolladas en

 el Glosario de Siglas y Términos de Networking

que está disponible en la Librería en Línea de EduBooks.