FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS
COORDINACION DE COMPUTACION
CICLO: 01/2016
GUIA DE LABORATORIO #05 Nombre de la Practica: Virtual Local Área Network (VLAN) Lugar de Ejecución: Laboratorio de Redes
Tiempo Estimado: 2 horas y 30 minutos
MATERIA: Redes de Comunicación (REC404)
I. OBJETIVOS
Que el estudiante:
• Acceda al IOS (Internetwork Operative System) de un dispositivo administrable de red. • Cree una sesión de consola con el IOS de un Switch, vía una aplicación Hyperterminal. • Realice una configuración básica de un dispositivo Switch Cisco administrable
• Evalué el funcionamiento de las tablas de direcciones MAC tanto desde un host como de un Switch • Segmente el dominio de difusión de forma lógica por medio de LAN virtuales (vlan)
II. INTRODUCCION TEORICA
Introducción al IOS de un dispositivo administrable de red
El sistema operativo Internetwork (IOS) de CiscoAl igual que una computadora (PC), un router o switch no puede funcionar sin un sistema operativo. El sistema operativo Internetwork (IOS) de Cisco es el software del sistema utilizado en los dispositivos administrables de sus equipos, independientemente del tamaño o tipo de dispositivo. Se usa en routers, switches puntos de acceso inalámbricos, routers con decenas de interfaces y muchos otros dispositivos.
Las operaciones realizadas por el IOS varían de acuerdo con los propósitos/funciones del tipo de dispositivo de internetworking. Entre los servicios de red que el Cisco IOS provee a sus dispositivos están: Seguridad, direccionamiento, manejo interfaces y Calidad de servicios.
El archivo del IOS es de varios megabytes y se encuentra en un área de memoria semipermanente llamada flash. La memoria flash provee almacenamiento no volátil, que hace que los contenidos de la memoria no se pierdan cuando el dispositivo se apague, pero también se puedan modificarse o sobrescribirse cuando sea necesario.
Modos de ejecución del IOS
El Cisco IOS está diseñado como un sistema operativo modal. El término modal describe a un sistema en el que hay distintos modos de operación, cada uno con su propio dominio de operación.
La CLI utiliza una estructura jerárquica para diferenciar a los modos. Los principales modos de ejecución se muestran en la tabla 1.
Tabla 1: Lista de modos de ejecución de un dispositivo de red
Modo de ejecución Ejemplo de Cursor del
modo
Modo Usuario
Dispositivo>
Modo Privilegiado
Dispositivo#
Modo de Configuración Global
Dispositivo (config)#
Otros modos, denominados Modos deConfiguración Específicos
Dispositivos(config-if)#
Dispositivos (config-line)#
Dispositivos (config-vlan)#
Y otros masCada modo se utiliza para cumplir determinadas tareas y tiene un conjunto específico de comandos que se encuentran disponibles cuando el modo está habilitado. Algunos ejemplos:
Modos de Conexión para la administración de los dispositivos
Para establecer la conexión física entre la PC del administrador y el dispositivo de red, existen 2 formas de acceder al entorno de la CLI. Los métodos más comunes son:
a) Consola b) Telnet o SSH
El método más común consiste en conectar un equipo al puerto de Consola del dispositivo mediante el método de Consola.
Este utiliza un Cable de Consola, para conectar la interfaz de un puerto serial EIA/TIA 232 disponible en la PC, con un conector DB-9 en un extremo y un conector RJ-45 en el otro, que es el que se conecta a un puerto de Consola, observe la Figura 6.1 y Figura 6.2.
Figura 6.1: Vista de un Cable de Consola Figura 6.2: Vista trasera de un Switch, con el puerto de Consola (CONSOLE) y el puerto Auxiliar (AUX)
El puerto de consola es un puerto de administración importante, porque provee acceso al dispositivo fuera de banda, lo que significa que se puede tener acceso al dispositivo cuando aun no se han iniciado sus servicios de networking o incluso si han fallado.
Emulador de Terminal
En la PC debe existir una aplicación que permita generar una interfaz para el envío de comandos desde una PC hacia el dispositivo administrable de red, así como recibir y mostrar los resultados de su ejecución.
Un emulador de terminal es un software que permite a una computadora acceder a las funciones de otro dispositivo. Permite a una persona utilizar el teclado y pantalla de su PC para indicar operaciones que son ejecutadas en el otro dispositivo, como si el teclado y la pantalla estuvieran directamente conectados al mismo.
Uno de los emuladores de terminal más utilizados bajo los SO Microsoft Windows es el HyperTerminal. Este programa puede encontrarse en el menú: Todos los programas > Accesorios > Comunicaciones. Ahí se selecciona HyperTerminal.
HyperTerminal solicita que para iniciar sesión remota con el dispositivo de red remoto, se confirma el número de puerto serial elegido y luego se configura el puerto.
Un ejemplo de esta configuración es la siguiente>>>
Si se realizan correctamente todas las configuraciones y conexiones de cables, podrá acceder al dispositivo al presionar la tecla Intro del teclado, desde la ventana del software emulador de terminal, mostrándose la CLI.
Bits por segundo: 9600 bps Bits de datos: 8
Paridad: Ninguna Bits de parada: 1
Control de flujo: Ninguno El Hyperterminal también lo incluye el Simulador de redes Cisco Packet Tracer en sus simulaciones de red.
Conexión de administración vía Telnet y SSH
Otro de los métodos para acceder en forma remota a la sesión CLI es hacer vía telnet al dispositivo. A diferencia de la conexión de consola, las sesiones de Telnet requieren servicios de networking activos en el dispositivo de red. Este debe tener configurada por lo menos una interfaz activa con una dirección de Capa 3, por ej.: una dirección IPv4.
Los dispositivos Cisco IOS incluyen un proceso de servidor Telnet que se activa cuando se inicia el dispositivo. El IOS también contiene un cliente Telnet.
Interfaz de línea de comandos (CLI)
Permite acceder a los servicios que proporciona el IOS, por medio de una serie de comandos, que invocan las diferentes funciones de administración del dispositivo, clasificados de acuerdo a los Modos de Ejecución ya mencionados.
1. Tipos de comunicaciones en ethernet
Las comunicaciones en una red LAN Ethernet se producen por medio del envío de tramas, de tres maneras diferentes: unicast, broadcast y multicast.
Unicast: Comunicación en la que un host envía una trama a un destino específico. En una trama unicast, se tiene perfectamente definida la MAC del emisor y la MAC del receptor.
Ejemplos de transmisiones unicast se dan una vez establecida una comunicación Cliente-Servidor para la transferencia de información por medio de protocolo como HTTP, SMTP, FTP y Telnet.
Broadcast: Un host origen envía una trama con su propia dirección MAC (MAC origen) hacia todas las demás direcciones. En este caso, existe sólo un emisor pero se envía la información a todos los receptores conectados (usando la MAC de difusión ffff.ffff.ffff como MAC destino). Con esta MAC como destino, todos los dispositivos aceptarán y procesarán la trama de broadcast.
La transmisión broadcast es fundamental cuando se envía el mismo mensaje a todos los dispositivos de la LAN. Un ejemplo de transmisión broadcast es la consulta de resolución de direcciones que envía el protocolo de resolución de direcciones (ARP) a todas las computadoras en una LAN.
Multicast: Comunicación en la que se envía una trama a un grupo específico de dispositivos o clientes.
Los clientes de la transmisión multicast deben ser miembros de un grupo multicast lógico para poder recibir la información.
Un ejemplo de transmisión multicast son las transmisiones de voz y video que usan en las reuniones de negocios en conferencia basadas en la red.
Dominio de difusión o broadcast
Filtrado de tramasLos switches filtran la mayoría de las tramas unicast según las direcciones MAC, pero no hacen lo mismo con las tramas de broadcast. Para que otros switches de la LAN obtengan tramas de broadcast, éstas deben ser reenviadas por switches.
Una serie de switches interconectados forman un dominio de broadcast simple. El dominio de broadcast de Capa 2 se conoce como dominio de broadcast MAC e incluye todos los dispositivos de la LAN que reciben
tramas de broadcasts. Cuando más switch se interconecten entre sí, mas se irá ampliando un dominio de broadcast.
Sólo un dispositivo de Capa 3, como un router o una LAN virtual (VLAN), puede detener un dominio de broadcast de Capa 3. Los routers y las VLAN se utilizan para segmentar los dominios de colisión y de broadcast.
III. MATERIALES Y EQUIPO
Para la realización de la guía de práctica se requerirá lo siguiente:
No. Requerimiento Cantidad
1 Practica 6 del curso de Redes de Comunicación (REC404) 1
2 PC con el software “Simulador Packet Tracer by Cisco Systems” 1
IV. PROCEDIMIENTO
PARTE 1: Accediendo a la interface de comandos (CLI) del IOS de un dispositivo de red
1. Crear una carpeta principal denominada Practica6_SuNumCarnet, en donde guardara las diferentes simulaciones del procedimiento a continuación.
2. Acceda a la aplicación Cisco Packet Tracer y guarde su primer archivo de simulación con el nombre Practica06_VLAN.
3. Proceda a implementar la topología mostrada en la figura 6.3.
Para crear la conexión entre PC6 y el Switch0, seleccione de la categoría de medios al cable Console y conecte las interfaces descritas en el diagrama.
Sección 1.A: Estableciendo una sesión vía Consola con Switch SW1
4. Desde PC6, iniciara una sesión de administración directa con Switch0, utilizando un cable de Consola. 5. De clic sobre PC6, de clic sobre la ficha superior Desktop y seleccione al icono Terminal.
Se presenta la ventana de configuración de parámetros iniciales para establecer una “Configuración de la terminal” y acceder a la CLI del Switch0 (ver Figura 6.4). Confirme dando clic en Aceptar/Ok.
Figura 6.3: Topología inicial de red a implementar
Figura 6.4: Configuración de parámetros para establecer sesión con el IOS de SW1
Figura 6.5: Acceso a la interface de línea de comandos (CLI)
6. Ha ingresado a la ventana del emulador de terminal (ver la Figura 6.5). Desde aquí hará la administración del IOS del Switch por medio de la ejecución de comandos desde una Interface de línea de comandos (CLI:
Sección 1.B: Ejecución de comandos y obtención de ayuda de la CLI
8. En el cursor del modo usuario actual, digite el símbolo (
?
). Vera el listado de comandos disponibles a este nivel de acceso de la CLI, junto a una descripción general de la acción y/o resultado que mostraría cada uno al ser invocado.Este es uno de los métodos de ayuda proporcionado al administrador, la cual se le denominada “ayuda contextual”.
9. Localice a la descripción brindada sobre el comando
connect
.10. Luego escríbalo en el cursor, pero escrito de manera incorrecta, por ej.:
conect
y presione Intro para ejecutarlo.La CLI mostrara el siguiente mensaje:
Translating "conect"...domain server (255.255.255.255)
Figura 6.6: escritura incorrecta de un comando.
Y no se mostrara nuevamente el cursor hasta que transcurran unos 55 seg., respondiendo con este mensaje:
% Unknown command or computer name, or unable to find computer address
11. Con el 1er mensaje, el IOS informa que se ha escrito un comando no reconocido y que intenta conectarse a un servidor de nombres de dominio (DNS) para obtener información del mismo.
Luego del periodo de consulta, no hay servidor que le responda y el IOS informa al administrador con el 2do mensaje.
Por lo tanto, debe cuidar la escritura correcta de cada nombre de comando a ejecutar o esta suspensión por consulta de información se repetirá continuamente, restándole a usted tiempo valioso de configuración como administrador del dispositivo.
12. Nuevamente ejecute la ayuda contextual, ejecutando
?
Localice a la descripción del comando show. Este comando al igual que muchos otros disponibles en la CLI, puede usar parámetros que le especifican exactamente la operación realizar. Para ver las opciones disponibles para show, ejecute al comando:show ?
13. Se muestra un listado de cada uno de los parámetros que puede ejecutar este comando show y una descripción del resultado que se obtiene al agregarlo a este comando.
Importante:
Si al final de un resultado de ayuda se muestra al texto
–-More--
, significa que aún faltan mas parámetrosdisponibles.
Puede presionar Intro varias veces hasta ver el resto de parámetros del comando o sino, presionar cualquier otra tecla para retornar al Cursor (>) sin ver resto de parámetros.
14. Ejecute el comando show con el parámetro clock, de esta forma:
show clock
Este retornara la fecha-hora actual del sistema.
15. Obtenga las características de la versión del IOS activo, al ejecutar comando
show version
.Presione tecla Enter continuamente hasta que se muestre nuevamente el cursor del modo Usuario (Switch>) De las líneas de este resultado, localice el número de la Versión del IOS del dispositivo y el total de la memoria de la NVRAM (flash-simulated non-volatile configuration memory).
Sección 1.C: Accediendo al modo de ejecución privilegiado
16. Proceda a ejecutar
enable
y vera que el cursor cambia aSwitch#
17. Ahora se encuentra en el modo de usuario privilegiado (Modo EXEC privilegiado) de la CLI del Switch. En este modo EXEC privilegiado, puede ejecutar comandos de configuración general del IOS.
18. Genere la descripción sobre los comandos disponibles en este modo. Presione continuamente a tecla Enter para ver el listado completo de comandos disponibles.
22. Ejecute nuevamente a
clock
pero con los parámetros incorrectos, así: clock set 16:30:23 40 february 2015 Observe como el CLI responde al ingresar incorrectamente el nombre y/o valor de los parámetros de un comando..
PARTE 2: Red bajo un único dominio de difusión (vlan por defecto)
23. Para continuar, revise el estado de configuración de las vlan configuradas en Switch0, ejecutando el comando:
show vlan
.Observe el resultado en la Figura 6.7. Al final de la pantalla se muestra un mensaje que dice: “More”, presione Enter para poder ver en su totalidad la información de las VLAN’s.
Inicialmente ya hay creadas varias vlan. Pero todos los puertos del switch (Fa0/0 hasta el Fa0/24) están asociados a la vlan 1, llamada default.
Figura 6.7: lista de vlan y puertos asignados por cada una
24. Realice pruebas de conectividad entre PCs haciendo ping entre parejas de los Host’s del mismo lado y conectados a switch diferentes. Se deberá de obtener resultados satisfactorios en todos los casos ya que
las 6 Pc’s están dentro de una misma subred y todos sus parámetros se encuentran correctamente configurados.
25. Retorne a la ventana del Terminal en la PC6 y observe la tabla de direcciones MAC registradas en el Switch0, ejecutando al comando:
show mac-address-table
PARTE 3: Creación de VLAN’s
26. Proceda a configurar en el Switch0 a las VLANs de
Ventas
,Bodegas
yFinanzas
, ejecutando la siguiente secuencia de comandos desde el modo de configuración global:Switch#configure terminal
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#name Ventas
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 20
Continua >>Switch(config-vlan)#name Bodegas
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 30
Switch(config-vlan)#name Finanzas
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#exit
27. Luego, ingrese al software Terminal de la PC7, para acceder a la CLI del Switch1 y repetir la configuración de las mismas vlan en el Switch1.
28. Revisar nuevamente el estado de las redes virtuales, ejecutando al comando:
show vlan
Note que se han añadido ya las 3 VLAN’s previamente configuradas, cada una con su ID respectivo (Ventas=10, Bodegas=20 y Finanzas=30).
Figura 6.8: lista de asignación de puertos por c/vlan
Switch Puerto Nueva vlan Switch Puerto Nueva vlan
Switch0 Fa 0/10
10Switch1 Fa 0/10
10Switch0 Fa 0/11
20Switch1 Fa 0/11
20Switch0 Fa 0/12
30Switch1 Fa 0/12
3030. Desde el Terminal de PC6, ejecute los siguientes comandos para asignar los puertos por vlan en Switch0. Luego, ejecute el comando
show vlan
, para confirmar la nueva asignación de puertos por vlan.Switch0#configure terminal
Switch0(config)#interface FastEthernet 0/10 Switch0(config-if)#switchport access vlan 10 Switch0(config-if)#exit
Switch0(config)#interface FastEthernet 0/11 Switch0(config-if)#switchport access vlan 20 Switch0(config-if)#exit
Switch0(config)#interface FastEthernet 0/12 Switch0(config-if)#switchport access vlan 30 Switch0(config-if)#exit
Switch(config)#exit
31. Desde la Terminal de PC7, ejecute los mismos comandos del paso anterior sobre Switch1. Confirme que los puertos fueron reasignados a las vlan.
32. En este momento note que cada VLAN tiene configurados a host (VLAN10: PC0 y PC3, VLAN20: PC1 y PC4 y finalmente VLAN30: PC2 y PC5).
33. Compruebe con ping si la conectividad entre las parejas de host se mantiene.
34. Compruebe si hay comunicación entre PC0 y PC3 (que pertenecen a la misma VLAN 10 en ambos switch). Vera que aun así no existe comunicación. ¿Por qué?
La respuesta se encuentre en el puerto 24 que conecta a ambos Switch. Ambos puertos están asignados a la vlan 1 (vlan diferente a la vlan 10).
35. Para permitir la comunicación de host de la VLAN 10, desde la Terminal de PC6, reasigne el rango de puertos fa 0/1-fa 0/3 de Switch0 como puertos de acceso de la vlan 10, ejecutando los siguientes comandos:
Switch0#configure terminal
Switch0(config)#interface range FastEthernet 0/1-3 Switch0(config-if)#switchport access vlan 10 Switch0(config-if)#exit
Switch(config)#exit
36. Ejecute los comandos anteriores desde el Terminal de PC7 para modificar de igual forma a Switch0. Confirme la reasignación de puertos, ejecutando el comando show apropiado.
37. Finalmente, agregue una conexión con cable cruzado entre el puerto fa0/1 de Switch0 y el fa0/2 de switch1. Estos son puertos de acceso de la misma vlan 10 en ambos switch.
Espere a que el nuevo enlace se active y repita las pruebas de comunicación entre PC0 y PC3. La comunicación será exitosa.
38. De las pruebas anteriores, se deduce el siguiente principio:
“la comunicación entre 2 host de una vlan X conectados a switch diferentes será posible si ambos switch se conectan por puertos de acceso asignados a la misma vlan X”
39. Compruebe el principio anterior, haciendo las configuraciones y conexiones para que los host de la vlan 30 se comuniquen correctamente.
Llame a su instructor para evaluar que la comunicación falla solamente en los host de la vlan 20.
PARTE 4: Configuración de Enlaces Troncales entre Switch
40. Si se requiere implementar muchas vlan en una topología formada por múltiples switch, se deberá sacrificar parejas de puerto de acceso diferentes entre ellos, para que host de cada vlan se comuniquen en toda la red.
41. Como respuesta a esta situación, se pueden configurar puertos en modo troncal (mode trunk), que permiten comunicar tráfico de tramas de múltiples vlan entre los diferentes switch.
43. Ejecute los mismos comandos para el Switch1. Al final, con el puerto fa0/24 de ambos switch, se formara un “enlace troncal”.
44. Elimine todos los enlaces que conectan a ambos switch, excepto el del puerto fa0/24. 45. Evalúe si los host de la vlan 20 se logran comunicar ahora.
Haga una prueba similar entre las parejas de las vlan restantes.
46. Todas las pruebas deberían ser realizadas con éxito, ya que cada pareja de host pertenecen a la misma vlan y por tanto al mismo dominio de broadcast.
Se han creado 3 dominios de broadcast (vlan’s) divididos por agrupación de puertos de acceso en los switch.
47. Proceda a guardar la configuración de cada uno de los switch’s, caso contrario al apagarlos, la configuración hecha en memoria RAM se perderá. Para ello siga los siguientes pasos en cada Switch:
Switch1>enable
Pasa a modo privilegiadoSwitch1#copy run start
Copia a memoria la configuración del SwitchDestination filename [startup-config]?
Building configuration...
[OK]
Presionar ENTER para proceder a guardar Espere a que muestre OK, indicando que la copia fue guardada.
Switch1#
V. DISCUSION DE RESULTADOS
1. Descargue el archivo de simulación adjunto a esta practica, para luego, elaborar ahí a una topología de red que cumpla los siguientes requerimientos:
La red consta de las siguientes áreas administrativas, con la cantidad de usuarios asignados en cada uno.
Utilice la ip de red 195.0.0.0 /24 como base para el subneteo que se aplicara.
Tiene disponibles 3 switch (serie 2950-24).
Area administrativa Usuarios
Contabilidad 9
Ventas 12
Gerencia 16
Soporte 3
Una vez definidas el esquema de direccionamiento de subredes, en los switch’s debe implementar el siguiente esquema de asignación de rangos de puertos de acceso para las vlan de cada área administrativa.
Nombre vlan SW1 SW2 SW3
contabilidad Fa0/1 - Fa0/8 Fa 0/1 – Fa 0/5 --- ventas --- Fa 0/6 – Fa 0/15 Fa0/1-Fa0/5 gerencia Fa0/9- Fa0/15 Fa 0/16 – Fa 0/20 Fa0/6- Fa 0/12
soporte Fa0/16 – Fa0/20 --- Fa0/16-Fa 0/20
Ademas, sobre la simulación tome en cuenta las siguientes políticas administrativas de red:
- En cada switch: desactivar administrativamente a los diferentes puertos que no sean modificados. - Rangos de puertos troncales en cada switch: Fa 0/21-24
- En cada switch: agregar y configurar a 2 host diferentes por cada vlan que cuente con puertos de acceso en el dispositivo.
