UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS COORDINACION DE COMPUTACION

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1 CICLO 1/2015 UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS COORDINACION DE COMPUTACION GUIA DE LABORATORIO # 01 Nombre de la Practica: Simulador de redes Cisco Packet Tracer Lugar de Ejecución: Tiempo Estimado: MATERIA: Laboratorio de Redes 2 horas y 30 minutos Redes de Area Local I. OBJETIVOS Al finalizar esta práctica, el estudiante podrá: Realizar cálculos de conversión entre los diferentes sistemas numéricos requeridos en el área de informática y redes de computadoras. Reconocer los diferentes entornos de trabajo ofrecidos por la aplicación Cisco Packet tracer Seleccionar los iconos correctos del cuadro de dispositivos brindados en el entorno Lógico del simulador Realizar el cambio en las interfaces físicas utilizadas por los dispositivos de red configurables (switch, routers) Utilizar el entorno general del Modo de Simulación ofrecido por Cisco Packet Tracer II. INTRODUCCION TEORICA 1.1 LOS SISTEMAS DE NUMERACIÓN (SN) Representación Interna de valores numéricos (Sistemas Numéricos Posicionales) La necesidad de representar conjuntos de objetos ha llevado a las distintas culturas a adoptar diversas formar de simbolizar un valor numérico cualquiera. Un valor numérico se representa por un "sistema posicional", basados en un conjunto limitado y constante de símbolos, que incluyen al cero. Cada símbolo representa una cantidad específica de unidades y tiene un significado o "peso" distinto según la posición que ocupa en el grupo de cadena de caracteres del que forma parte. De esta manera es posible representar cualquier número, empleando en forma combinada un conjunto limitado de caracteres. Se pueden crear todos los SN que se deseen, con la condición que tengan un numero especifico de elementos (valor base) y un valor posicional (peso). La base de un sistema de numeración es el número de símbolos distintos utilizados para la representación de las cantidades del SN. El SN más utilizado por los humanos es el Sistema numérico decimal ( sistema base diez ), cuyo sistema posicional consta de una base de 10 elementos diferentes en secuencia (del valor 0 hasta el 9). Los caracteres (elementos) se denominan dígitos. 1 / 11

2 1.2. LOS SN Y LOS SISTEMAS DIGITALES Sistema numérico Binario (Base 2) Los sistemas digitales (incluyendo los microprocesadores de las PC's) actúan bajo el control de variables discretas, es decir, que pueden tomar un número finito de valores. El SN utilizado en ellos es el sistema de numeración base 2 ("sistema numérico binario), porque este solo requiere de 2 estados para construir sus circuitos físicos. Estos 2 valores distintos binarios se pueden representan gráficamente por 0 y 1 y reciben el nombre de bit. La utilización casi exclusiva de este sistema de numeración en los equipos de cálculo y control automático es debida a la seguridad y rapidez de respuesta de los elementos físicos que poseen dos estados diferenciados y a la sencillez de las operaciones aritméticas en este sistema (para representar una misma cantidad) Byte Es un conjunto de exactamente 8 bits y es la unidad básica de información en los sistemas computacionales. El rango de valores enteros decimales en que puede variar un byte abarca desde bin hasta bin, que equivalen a los valores decimales 0 y 255, respectivamente. En informática, se utilizan otros sistemas numéricos complementarios para representar valores binarios complejos en una PC. Estos son el SN Hexadecimal y el SN Octal. Sistema Hexadecimal El sistema hexadecimal tiene como base a 16, es decir para la representación de las cantidades utiliza dieciséis símbolos diferentes que son los dígitos del 0 al 9 y las letras del alfabeto de la A hasta la F. El interés de este sistema, es debido a que 16 es una potencia de 2 (2 elevado a la 4 es 16) y por lo tanto resulta muy sencilla la conversión de los números del sistema binario al hexadecimal y viceversa, permitiendo una representación compacta de cantidades binarias. Para continuar, en la Tabla 1.1 se muestra un conteo de 0 a 15, realizado en los SN decimal, binario y hexadecimal. Este se utilizara en los cálculos restantes. Tabla 1.1: Equivalencias entre los SN (decimal, binario y hexadecimal) SN decimal SN bin SN hex SN decimal SN bin SN hex A B C D E F Redes de Area Local 2

3 1.3. CONVERSIONES ENTRE SISTEMAS DECIMAL, BINARIO Y HEXADECIMAL 3.1 Convertir un valor no decimal al SN decimal Se deben sumar los pesos de cada uno de los dígitos del numero no-decimal: Ejemplo: a) Convertir base 2 a decimal a) Convertir 4A03 hexadecimal a decimal 3.2 Convertir un valor decimal a otro SN diferente Se divide el número por la base a la que se desea convertir (división entera); luego se divide el cociente obtenido por la base, y así sucesivamente hasta que el cociente sea cero. Los residuos enteros de cada división, que son siempre menores que la base, son los dígitos de la nueva representación del número, ordenados del menos significativo al más significativo. Ejemplo: expresar el valor decimal 3511 en el SN hex El valor hexadecimal equivalente a 3511 es de DB7 3.3 Métodos cortos de conversión (solamente entre SN decimal, binario y hexadecimal) Basados en la tabla de equivalencias anterior (Ver Tabla 1.1), existen 3 métodos cortos para realizar la conversión de valores entre este trío de SN, necesarios en el área de electrónica e informática. Método 1: De SN Hexadecimal a Binario y viceversa Para convertir un número del sistema hexadecimal al binario se sustituye cada símbolo hexadecimal por su equivalente en binario (de 4 bits), mostrado en la Tabla de equivalencias (Ver Tabla 1.1). Redes de Area Local 3

4 La conversión de un número en binario al hexadecimal se realiza a la inversa, agrupando los bits en grupos de cuatro a partir del bit menos significativo, para finalmente, convertir cada grupo de manera independiente a hexadecimal. Para completar el último grupo (más significativo) se añaden los ceros que sean necesarios. Método 2: Expresar un Byte en decimal a su valor binario (por sumas de potencias) Se debe tomar en cuenta la tabla de potencias de la base 2, desde exponente 0 al 7, tal como se muestra en la Tabla 1.2. Luego, para convertir una secuencia de 8 bits a su valor decimal, solamente se determina cuales bits valen 1 y se suma sus valores decimales al resultado. Byte (en binario) num. Bit Potencia Valor decimal Tabla 1.2: Potencias de 2 y los 8 bits de un Byte Método 3: Expresar un Byte en binario a decimal (método de restas sucesivas) Este método es el opuesto al método 2 anterior, y consiste en los siguientes pasos: a) Restar la mayor potencia de 2 al número decimal inicial, que no un genere valor negativo. b) Si resultado anterior es mayor que cero, continua con paso siguiente, de lo contrario, se repite el paso anterior sobre este nuevo resultado. c) Se comparan las potencias de 2 que fueron aplicadas al número decimal inicial, para deducir los bits que deben ser activados en el Byte resultante. 2.1 SIMULADOR DE REDES PACKET TRACER 5.3 Packet Tracer 5.3 es un software de simulación de Redes con entorno de aprendizaje, para que los diseñadores de redes puedan elaborar planos, vistas, configuraciones de protocolos y animaciones de sus Redes. Y después, los estudiantes pueden desarrollar pruebas (simulaciones) de funcionamiento. Esta versión actualizada (5.3) trae algunas mejoras para nuevos protocolos: Modelos mejorados de Linksys, algoritmo WEP, mejoras en Cable y DSL Call Manager Express (soporte de VOIP) Servidores FTP en enrutadores y switches Sistema de (SMTP y POP3), cliente y servidor. Implementación limitada de Border Gateway Protocol (BGP) Dispositivos IP genéricos Mejoras en el árbol inicial del asistente de actividades (Activity Wizard) Redes de Area Local 4

5 Espacio de trabajo básico de Packet tracer Packet Tracer 5.3 usa 2 esquemas de representaciones para implementar la simulación de su red (ver detalles en las Figuras 2.1 y 2.4): a) Espacio de trabajo lógico (Logical): Es donde usted construye la topología lógica de su red, sin tener en cuenta la escala física y limitaciones de construcciones b) Espacio de trabajo físico (Physical): Usted coloca el arreglo de sus dispositivos físicos en el local, edificio, ciudad, etc. Debe tener en cuenta que las distancias/longitudes de cables y ubicaciones de dispositivos afectaran su diseño de red en el simulador (al igual que en la realidad). En Packet Tracer, debe diseñar primero la topología lógica de la red y luego desarrollar el Espacio de trabajo físico respectivo. 1. Espacio de trabajo Lógico (Logical) El área de trabajo lógico (Ver Figura 2.1) permite colocar cada uno de los dispositivos de red, para luego interconectarlos con el medio físico apropiado, de acuerdo a las topologías lógicas a implementar en el diseño de la red. Figura 2.1 Pantalla de Packet Tracer 5.3 para diseño lógico de red Redes de Area Local 5

6 Las operaciones más importantes en este entorno Lógico ofrecido por Packet Tracer son las siguientes: Selección y ubicación de los dispositivos de red Para iniciar a construir una topología de red, se debe realizar lo siguiente: 1. Seleccionar de las herramientas de categorías y modelos al primer dispositivo requerido de su diseño de red. Ejemplos: a) Para colocar una PC host:, dar clic en Categoría End Device y luego PC-PT b) Para colocar un dispositivo repetidor: Categoría: Hubs y dispositivo Repeater-PT 2. Desplazar el cursor hasta la posición final en el área de trabajo lógico donde se colocara dispositivo y dar un clic. Se mostrara una imagen, la cual representa una copia del dispositivo seleccionado. 3. Repetir los pasos anteriores para colocar el resto de dispositivos de la topología a simular. Interconexión de los dispositivos de la topología de la Red 1. Se debe determinar la NIC apropiada para cada dispositivo a interconectar. Packet Tracer consta de una serie de Módulos para definir la NIC a usar. Por ejemplo (ver Figura 2.2), al dar un clic a un dispositivo PC-PT, se muestra el modulo instalado y los módulos disponibles se muestran en la columna izquierda. Dando clic en los botones Zoom Out o Zoom In, se puede alejar/acercar la vista actual del dispositivo para cambiar la vista actual). Para determinar el modulo instalado, colocar el cursor sobre la imagen de la NIC. 2. Las opciones para configuración de la NIC y del resto del dispositivo, puede ser modificado con las fichas superiores (Config y Desktop). Figura 2.2: Lista de Módulos para una PC-PT 3. Para cambiar el modulo de conexión del dispositivo, se localiza botón de encendido/apagado, que puede tomar la forma de un botón color verde (indica encendido) o un botón (1-0) (si es 1, está funcionando). Luego se da clic para apagar dispositivo, se desconecta el modulo (arrastrando la imagen del modulo ya instalado hacia la lista de módulos disponibles a la izquierda). Y si es necesario, se puede cambiar por otro modulo, seleccionando y arrastrando el modulo de la lista de módulos hacia la posición en el dispositivo. 4. Una vez instalado el modulo NIC apropiado, active nuevamente el botón de encendido. 5. Se repiten los pasos anteriores para definir el modulo de conexión para c/u del resto de dispositivos. 6. Para elaborar la interconexión física entre los dispositivos, se localizan los medios físicos requeridos en la categoría de dispositivos (Conections). Redes de Area Local 6

7 7. Se selecciona el medio apropiado (ya sea cable plano, cable cruzado, de consola, etc.), luego se selecciona cada dispositivo de la pareja a unir con el medio seleccionado. Por cada dispositivo debe seleccionar la conexión apropiada, por ejemplo: FastEthernet para cable UTP, RS232 para cable serial, etc. 8. Si ha realizado correctamente la conexión entre las NIC de ambos dispositivos, se verá una marca verde en cada extremo del medio físico que los une, de lo contrario, use la herramienta Delete para marcar y borrar el medio físico incorrecto. 9. Repita los 2 pasos anteriores para cada pareja de dispositivos a interconectar. Configuración de los parámetros de red 1. Una vez interconectados físicamente los dispositivos de la topología de red, se realiza la configuración del protocolo TCP/IP en los dispositivos que lo requieran. 2. Se da clic en el dispositivo a configurar y selecciona la ficha Escritorio (ver Figura 2.3). De las múltiples opciones, selecciona IP Configuration. 3. Ingresar el trío de parámetros básicos: IP host, mascara e IP Gateway. 4. Se repite los pasos anteriores por cada dispositivo que requiera TCP/IP. Figura 2.3: Opciones de configuración para una PC MODOS DE OPERACIÓN del Espacio de Trabajo lógico Los modos de operación (Operating Modes) de Packet Tracer reflejan el funcionamiento del esquema de red, los cuales pueden ser: a) Modo tiempo real (Realtime Mode) b) Modo de Simulación (Simulation Mode) a) Modo tiempo real (Realtime Mode): El simulador ejecuta su topología en tiempo real, limitando los protocolos a probar. La red responde a sus acciones inmediatamente, como lo haría un medio (device) de red en el momento que ocurra un suceso en la red. b) Modo de Simulación (Simulation Mode): El creador de la topología puede evaluar los tipos, tiempos y secuencias de PDU's generados en diversos "escenarios de prueba". Puede ver a su red, ya sea paso a paso o sino, evento por evento. 2. Espacio de trabajo físico (Physical) El área de trabajo lógico permite colocar cada uno de los dispositivos de red, para luego interconectarlos con el medio físico apropiado, de acuerdo a las topologías lógicas que requiere el diseño de la red. El espacio de trabajo físico permite dar las dimensiones físicas al diseño de la red. Usted define una escala y lugar (como su red se vería en un entorno real) para cada dispositivo utilizado en su diseño lógico de la red(es). Analiza la colocación y distribución de todos los dispositivos de la red en un área física de trabajo, para así evaluar: calidad/marca de los dispositivos seleccionados, eficiencia, problemas de cobertura, etc., los cuales no se observan en el diseño lógico de la red. Redes de Area Local 7

8 III. MATERIALES Y EQUIPO Para la realización de la guía de práctica se requerirá lo siguiente: No. Requerimiento Cantidad 1 Guía #01 de Redes de Area Local 1 2 PC con el software Simulador Packet Tracer by Cisco Systems 1 IV. PROCEDIMIENTO PARTE 1: MANEJO DE LOS SISTEMAS NUMÉRICOS En base a los métodos vistos en clase y mencionados en la introducción teórica de esta práctica, referente a los sistemas numéricos, proceda a realizar los cálculos necesarios y solucionar los ejercicios a continuación: 1. Convierta y 2815 en sus correspondientes valores hexadecimales 2. Exprese el numero binario en hexadecimal y octal 3. Determine el valor decimal del valor 1A8E hexadecimal 4. Exprese el byte 157 en binario y en hexadecimal 5. Convierta los bytes , y a su valor decimal. 6. Convierta el número 2348 a su equivalente en base hexadecimal. Proceda a investigar en internet Cómo se realizan una suma binaria y las operaciones lógicas OR y AND sobre 2 Bytes?, luego, resuelva los siguientes ejercicios. a) b) OR 102 c) and PARTE 2: INICIANDO PACKET TRACER. 1. Active su PC y acceda a la aplicación Cisco Packet Tracer 2. Guarde su primer archivo de simulación con el nombre Simu1deCARNET.pkz 3. En la figura 4.1 se detalla las partes principales de la interfaz general de Cisco Packet Tracer, identifique cada una de ellas en el simulador. Como podrá observar, en la parte inferior izquierda de la ventana, aparecen una serie de dispositivos en una forma general (dispositivos genéricos de red). 4. Seleccione un dispositivo de esta área (por Ej. Router). En la parte de dispositivos específicos (a la derecha) aparecerán los modelos de los equipos pertenecientes al grupo general Router (Ej.: 1841, 2620XM, Generic, etc.) 5. De estos dispositivos, seleccione un router Note que al dar un clic sobre este dispositivo especifico, el cursor cambia de una flecha a un signo más (+) al posicionarse en el área de trabajo. 6. De clic en alguna parte del área de trabajo. Se mostrara una imagen que representa a un Router 1871 (con el nombre por defecto: Router0). Arrastre con el ratón a este router0 hasta colocarlo al extremo derecho del área. Redes de Area Local 8

9 7. Elimine el Router0 anterior, para ello utilice el botón que se encuentra en la barra de acceso común y luego seleccione el dispositivo a eliminar. De esta manera, puede agregar/eliminar cuantos dispositivos desee a su simulación. Parte 2.A: Elaborando la simulación de una Networking con 2 host s (RED PUNTO A PUNTO) 8. Proceda a crear la red LAN más simple que existe. Seleccione la categoría general (End Device) y coloque 2 dispositivos genéricos (PC-PT) en el espacio de trabajo. 9. De clic sobre la PC0 y presione el botón Zoom Out hasta que se logre el CPU completo. Localice en la parte inferior de esta vista del CPU al tipo de Modulo de NIC (tarjeta de red) usado por esta PC, ubicando el ratón sobre la NIC y anotándolo aquí: 10. Proceda a crear la conexión física entre las NIC Ethernet de ambas PC s. Con este objetivo, de clic sobre categoría genérica Connections, para ubicar y dar clic en el botón del cable de Consola (Console) 11. Mueva el ratón sobre área de trabajo, vera que ha cambiado de forma. De clic sobre la PC0 (se muestran todas las interfaces de red disponibles) y seleccione FastEthernet. 12. Mueva el ratón y vera que al ratón le sigue una línea curva en todo momento. Esto se debe a que está esperando que se le indique la interfaz a la que conectara ese tipo de cable. 13. De clic sobre PC1 y seleccione FastEthernet. Se mostrara un cable que une a las 2 PC s y que se muestran puntos color rojo en ambos extremos del cable de enlace. Tome en cuenta que los 2 extremos de una conexión pueden tener uno de estos colores: Verde: representan actividad y/o conexión física correcta Rojo: La conexión física es incorrecta para los puertos seleccionados. O también, el puerto de conexión del dispositivo de red esta deshabilitada de manera administrativa. Naranja: algún protocolo del dispositivo de red está configurando su puerto de conexión para activarse segundos después. 14. En este caso, el color rojo en ambos extremos significa que el cable Consola no es el apropiado para enlazar ambas PC a través de este tipo de puertos FastEthernet. Entonces borre el cable, seleccionando nuevamente botón y dando clic sobre el cable. 15. Repita los últimos 4 pasos, pero utilizando los tipos de cables plano (Copper Straight-Through) y luego cruzado (Copper Cross-Over). Finalmente responda Cuál tipo de cable UTP acepto el simulador para conectar físicamente ambas PC? 16. Coloque el puntero del ratón sobre la PC0 pero sin hacer clic. Se desplegara un recuadro con un resumen de parámetros de configuración de la NIC. Parte 2.B: Configuración de los parámetros IP de una NIC 17. Ahora proceda a definir la configuración de red (Protocolo IP) de la 1er Terminal de la red con las direcciones ip y a la otra con la dirección ip (Vea la introducción teórica para realizar este paso). 18. Pruebe si la comunicación entre ambos host se realiza, dando clic en una de ellas, luego ingresa a ficha Desktop y finalmente da clic en icono Command Prompt. 19. Digite al comando ipconfig y presione tecla Enter. Luego redacte ping laipdelotrohost. Reemplace el parámetro laipdelotrohost por la ip del otro equipo hacia el que envía el saludo. Redes de Area Local 9

10 20. Confirme si recibe respuesta de cada paquete de prueba generado por el protocolo. 21. Repita los 3 pasos anteriores pero desde la otra Terminal. 22. Ejecute nuevamente ping, pero dirigido a una IP desconocida (no asignada), por ejemplo, a la Cuál fue la diferencia entre este último resultado y los 2 anteriores? Analice 23. Guarde los cambios de su archivo de simulación. Parte 2C: Uso de los Modos de Simulación de Packet tracer MODO DE PRUEBA: Simulation 24. Cambie al modo de simulación (Simulation) haciendo clic derecho en el cronometro que se encuentra en la parte inferior derecha del área de trabajo lógica. Observe la figura 2.4, se visualiza el reloj (Realtime) y el cronometro (modo simulación). Figura 2.4: Botones para cambio de Modo del Simulador a Tiempo Real y en Simulación, respectivamente. 25. Del listado de herramientas a la derecha, seleccione la herramienta de edición (Place Note) y de clic a un lado de una de las terminales de red de su simulación. 26. En el rectángulo emergente, redacte desde cual NombreEquipoORIGEN hacia cual NombreEquipoDESTINO hará una prueba de envió. Luego de clic en un área vacía de la simulación para fijar el comentario. Simulación del Concepto: Envió de tramas de bits. 27. Busque la herramienta de edición (Add simple PDU) y con cuidado de clic al Terminal ORIGEN y después al Terminal DESTINO de su pareja de equipos. Vera que se agrega una fila en la tabla inferior derecha, con un evento que indica el estado y los nombres de PCorigen y la PCdestino. 28. Actualmente se encuentra en el modo de prueba (RealTime). Cambie al segundo modo de prueba (Simulation). 29. Se muestra la ventana Lista de Eventos (ver Figura 2.5). La cual detalla el tipo y estado de ejecución de los PDU definidos para la Simulación a ejecutar. Figura 2.5: Lista de eventos usados en Modo Simulación Redes de Area Local 10

11 Observe con mucho cuidado que: a) El color de la columna info coincide con el Sobre PDU colocado en el host Origen del único evento hasta ahora b) El parámetro (constant Delay) esta activado. c) Se ha definido un escenario 0 de prueba. d) Se posee una Lista de filtros (Lista de filtrado de eventos), con un listado de protocolos que la simulación del escenario puede generar. 30. Reduzca el tiempo de muestreo a un 10%, gracias a la barra debajo del botón play (que por defecto señala un 50% de la velocidad máxima de la simulación de eventos). 31. Alejar la vista actual de su topología con la lupas (-) ubicada debajo de la barra de menú principal, de modo que alcance a ver todo el diseño de su topología. 32. De un clic en el Sobre PDU ubicado en el equipo origen. Anote y analice la información mostrada. 33. Presione el botón Play para que Packet Tracer inicie las pruebas con su evento programado. Observe que el Sobre (PDU formal) se desplaza (representando la comunicación de datos a través de un medio físico de red) desde el host origen hasta llegar al host destino. 34. Este atento a presionar el botón (Auto Capture /Play) antes que el sobre llegue al equipo destino. La simulación es pausada. Observe el listado de eventos; se ha generado otro evento, pero vera que este evento tiene un destino (Last Device) y origen (At Device) invertidos. De clic en este nuevo Sobre que la PC destino ha generado. Ahora esta se convierte en el origen de este nuevo mensaje y lo dirige a la otra terminal que inicio la transmisión. Es una PDU de respuesta. Solicite a su docente una explicación sencilla de la ventana de detalle de la PDU!! 35. Cierre la ventana de información de la PDU a enviar y presione nuevamente botón (Auto Capture /Play) para continuar simulación del escenario y esté listo a pausarlo nuevamente cuando llegue a la PC que inicio la comunicación. Se genera una señal en el Sobre, indicando que la solicitud de eco fue respondida por el otro equipo. 36. Retorne al modo de Tiempo Real (Realtime), guarde la simulación y cierre la simulación. Responda (Si) al cuadro de texto generado por simulador. VI. BIBLIOGRAFIA Cisco Systems/Networking Academy, (2011), Ayuda de software Cisco Packet Tracer, USA Redes de Area Local 11

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