Universidad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología. Ingeniería en Informática. Seminario de Graduación

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1 Universidad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología Ingeniería en Informática Seminario de Graduación Licenciatura con énfasis en Gestión de Recursos Tecnológicos Articulo: Mejores prácticas en el uso de dispositivos de red Alonso Salas Peraza Cedula: Profesor: Miguel Pérez IIICO 2007

2 Índice Indice 2 Introducción: Mejores prácticas en el uso de dispositivos de red 3-4 Vlans Ethernet en Switches Catalyst 5 Qué permite realizar el VTP? 6-8 Etherchannel 8-10 Intervlan Routing Conclusión Bibliografía

3 Mejores prácticas en el uso de dispositivos de red El uso de las redes informáticas ha permitido la transmisión de información en largas distancias, por medio de Internet o por enlaces dedicados, inclusive en los lugares de trabajo ha significado una forma ordenada de organizar la información. Actualmente, las compañías pueden transmitir datos a diferentes sedes en diferentes lugares de un país. Para poder realizar esto, se ha utilizado un conjunto de elementos de hardware, incluyendo dispositivos que cumplen diferentes funciones para mantener un fluido de la información de manera apropiada. Con el fin de entender las redes, se debe primero identificar los dos tipos por tratar. La red WAN comprende un área geográfica extensa; esta puede ser dentro de un mismo país, entre varios países o continentes. El otro tipo de red se denomina red LAN; esta se ubica en un mismo edificio o entre varios edificios contiguos. En este último tipo se basa este artículo. En ciertas situaciones se desconoce el uso de las mejores prácticas de configuración para los dispositivos, lo cual ocasiona problemas de lentitud en configuración y la corrección de averías, así como dificultades para el crecimiento de las redes, debido a que se hará más complejo poder extenderla en razón de una incorrecta estructuración. Se incluyen recomendaciones de uso en las configuraciones y manejo de la conectividad entre dispositivos, así como la prevención de averías mediante un uso correcto de las mejores prácticas. Para una mejor comprensión del tema, se debe comentar un poco sobre las especificaciones del modelo OSI, en el cual está estructurada toda red. El modelo OSI consta de siete capas: Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 3

4 La LAN se asocia con las últimas tres capas del modelo OSI, las cuales son: Red, Enlace de Datos y Física. Figura N. o 1 El Modelo OSI Fuente: Cisco (2007). En el gráfico anterior se puede observar que para la capa de Red, en el caso de la LAN se aplica un protocolo, para la capa de enlace de datos cinco tecnologías, en tanto para la capa física, estándares de calidad EIA TIA. El trabajo consiste en demostrar por qué utilizar las configuraciones de red LAN: VTP (vlans), Etherchannel e Intervlanrouting. Se pretende demostrar el uso de estas dentro de la red y cómo modifican el funcionamiento LAN para un uso más práctico y fácil. El artículo se refiere a las capas 1, 2 y 3 del modelo OSI presentado anteriormente. 4

5 Vlans Ethernet en Switches Catalyst Primeramente, se debe entender la función de las vlans; estos permiten que un administrador de red pueda segmentar los dominios de colisión por medio de uno o múltiples switches. En el momento de crear vlans, se debe especificar la forma en la que se va a hacer; lo inicial es identificar: Cuál será el nombre de dominio (VTP) Modo dentro del protocolo de trunk que se va a utilizar en el switch Asignación de puertos a las vlans. En caso de usar la comunicación entre vlans, se debe utilizar un dispositivo de capa 3; este puede ser el mismo switch que es de capa 3, un módulo agregado a un switch de capa 2 o bien un router; esto, debido a que esta tarea solo se puede dar en donde haya un proceso de enrutamiento. Fuente: Cisco, (2007) Típico escenario de vlans Figura N. o 2 Fuente: Cisco, (2007). 5

6 La siguiente información se refiere a la explicación de lo que significa VTP y los pasos de configuración dentro de los switches catalyst. Qué permite realizar el VTP? Con el uso de VTP, se pueden hacer cambios de configuración centralizada desde un solo switch, donde los cambios pueden ser automáticamente comunicados y asimilados por los otros switches. El modo por defecto en los switches catalyst 2900XL, 3500XL, 2950, 2970, y 2940 es el de Server. Note: para verificar el estado de un VTP en un switch se debe usar show vtp status; esto corresponde para los switches XL. 3524XL#show vtp status VTP Version : 2 Configuration Revision : 0 Maximum VLANs supported locally : 254 Number of existing VLANs : 5 VTP Operating Mode : Server!--- This is the default mode. VTP Domain Name : VTP Pruning Mode : Disabled VTP V2 Mode : Disabled VTP Traps Generation : Disabled MD5 digest : 0xBF 0x86 0x94 0x45 0xFC 0xDF 0xB5 0x70 Configuration last modified by at :00:00 Modos de VTP El switch se puede utilizar en los siguientes modos: Server: Permite hacer cambios en el switch de servidor y estos van a ser replicados sobre los demás switches, sin tener que realizar configuración uno por uno. El modo de servidor siempre esta configurado por defecto. Client: El cliente recibirá los cambios realizados por el servidor, el cliente no puede realizar cambios sobre el switch, solo recibir los cambios que fueron realizados por el servidor. Transparent: Este modo no se aísla del VTP, pero no forma parte de él, el switch reenvía los mensajes del VTP servidor. 6

7 Fuente: Cisco, (2007). 1. A continuación, se presenta la creación del nombre de dominio para el VTP, La vlan asignada por defecto para todos los puertos es la vlan1; esta no puede ser borrada. Para verificar la información de la vlan se debe utilizar el siguiente comando: show vlan 3524XL#show vlan VLAN Name Status Ports default active Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23, Fa0/24, Gi0/1, Gi0/ fddi-default active 1003 token-ring-default active 1004 fddinet-default active 1005 trnet-default active VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp BrdgMode Trans1 Trans enet fddi tr srb fdnet IBM trnet IBM Una vez ingresado en el modo de database vlan, se puede configurar el nombre de servidor de VTP. Para los switches client se realiza la misma configuración, pero cambiando del comando de VTP server al VTP Client. 3524XL#vlan database!--- You must enter into VLAN database in order to configure any VLAN. 3524XL(vlan)#vtp server Device mode already VTP SERVER. 7

8 !--- You can skip this command if the switch is already in server mode and you!--- want the switch to be in server mode. Fuente: Cisco, (2007) Número de Configuración de Revisión El número de configuración de revisión es de 32-bit, número que indica el nivel de revisión para un paquete de VTP. Cada dispositivo de VTP lleva un registro del número de revisión que le es asignado. Muchos de los paquetes de VTP contienen el número de revisión de configuración del que envía los paquetes. Esta información es usada para determinar si la información recibida tiene un carácter más reciente que la actual. Cada vez que se realiza un cambio en la vlan en un dispositivo de VTP el número de configuración de revisión es incrementado a uno. Con el propósito de poder resetear el número de la configuración de revisión, se debe cambiar el VTP a otro nombre de dominio y luego cambiarlo al que originalmente se utilizó. Otro factor importante por tomar en cuenta dentro de la configuración del número de configuración de revisión en el VTP, consiste en que para los switches client estos números deben ser menores que el del server ya que de no ser así pueden haber problemas de desempeño en el VTP, lo que da errores. Etherchannel El Etherchannel consiste en poder unir puertos de conexión física, fastethernet o gigabit ethernet en un solo puerto lógico de full duplex, que permite un ancho de banda de hasta 800 Mbps o 8 Gbps. Se pueden configurar hasta 8 interfaces, las cuales deben tener la misma velocidad. Si uno de los links dentro del Etherchannel falla, los demás links asumirán el envío de información que ese link ya no transmite. Se envía un mensaje de falla para identificar el switch, el Etherchannel y el link que falló. 8

9 La configuración Etherchannel por defecto es la siguiente: Cuadro N. o 1 Feature Grupo de canales Interfaces de puertos lógicos de capa 3 Modo PAgP Metodo de Aprendizaje PAgP Prioridad PAgP Lectura balanceado No asignado No definido Configuración por defecto Auto y Silencio (La interfaz esta en un modo pasivo de negociación); responde a los paquetes PAgP que recibe, pero no empieza la negociación de paquetes PAgP. El modo de PAgP se encuentra habilitado si otro PAgP dispositivo es detectado.) Agregación de Puerto, aprendizaje en todas las interfaces 128 en todas las interfaces La distribución de lectura en el switch se basa en la fuente de la dirección MAC del paquete entrante. La distribución de lectura basada en la fuente y de la dirección IP de destino está también habilitada para el tráfico de enrutamiento IP. Modos del Etherchannel Cuadro N. o 2 Modo auto Modos de EtherChannel Descripción Modo de negociación pasivo, responde a los paquetes PagP, pero no inicia la negociación PAgP. Esta configuración minimiza la transmisión de paquetes PAgP, además de ser la configuración por defecto. desirable Modo de negociación active, las interfaces inician la negociación con otras interfaces y envían paquetes PAgP. on La interfaz utiliza el envío de paquetes PagP; forzosamente el Etherchannel va a funcionar con el Etherchannel de otro switch solo cuando los dos estén en On. Fuente: Cisco (2007). Pasos de configuración del Etherchannel: Configure Terminal: Entra al modo de configuración global. 9

10 Interfaz interface id: Se ingresa en el modo de configuración de interfaz y se especifica la interfaz física por configurar. En esta opción se validan las interfaces físicas por incluir. Hasta 8 interfaces del mismo tipo y velocidad se pueden incluir dentro de un mismo grupo. Switchport mode {access trunk} Switchport trunk vlan vlan-id : Se pueden asignar las interfaces de un modo de interfaz estática para la misma vlan o configurarlos como trunking. Channel-group channel-group-number mode {auto [non-silent] desirable [nonsilent] on}: Aquí se asigna la interfaz a un channel group, se especifica el modo de PAgP, ya sea auto, desirable u On. Para el número de group-channel el rango es de 1 a 64. End: Se sale del modo privilegiado. Show running-config: Verifica la información de los comandos ingresados. Copy running-config startup-config: Guarda los cambios Fuente: Cisco, (2007) Figura N. o 3 Cisco, (2007) Seguidamente, se introduce a la conectividad de un switch y un router en sus interfaces de red de área local lógicas por medio del intervlan routing. Intervlan Routing Los dominios de colisión son divididos en una Lan por las vlans. Cuando una vlan debe comunicarse con una computadora que se encuentra en otra vlan, debe ser enrutada hacia ella, para esto se utiliza lo que se conoce como intervlan routing. Esto se puede realizar en switches que pueden ser transformados en switches de capa 3 (routers). 10

11 Intervlan Routing Figura N. o 4 Fuente: Cisco, (2007) Lo siguiente corresponde a una serie de pasos para configurar el intervlan routing: 1. Se debe habilitar el comando que permitirá que el switch funcione como un switch de capa 3. 11

12 Switch(config)#ip routing Para verificar que el comando fue introducido exitosamente, se tiene que ejecutar el siguiente comando: show running-configuration hostname Switch!! ip subnet-zero ip routing! vtp domain Cisco vtp mode transparent 2. Se debe verificar las vlans que van a ser enrutadas dentro del tráfico de intervlan routing. Switch#vlan database Switch(vlan)#vlan 2 VLAN 2 added: Name: VLAN0002 Switch(vlan)#vlan 3 VLAN 3 added: Name: VLAN0003 Switch(vlan)#vlan 10 VLAN 10 added: Name: VLAN0010 Switch(vlan)#exit APPLY completed. Exiting... Se recomienda el uso del protocolo de trunking para la propagación de las vlans a los otros switches. 3. Hay que identificar las vlans que se van a asignar a la interfaz del switch; para que pueda darse la función de enrutamiento, se debe configurar la interfaz vlan con una dirección IP. Si el paquete no va para esa vlan, el switch se dará cuenta y enviará a la vlan a donde sea conveniente, tomando como referencia la tabla de enrutamiento. 12

13 El siguiente comando corresponde a la configuración de la interfaz vlan con su dirección IP: Switch#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#interface Vlan2 Switch(config-if)#ip address Switch(config-if)#no shutdown 4. En caso de tener un puerto Fast Ethernet de capa 3, se debe configurar el puerto con la configuración por defecto de una interfaz del router. 1. Switch(config)#interface FastEthernet 0/1 2. Switch(config-if)#no switchport 3. Switch(config-if)#ip address Switch(config-if)#no shutdown 5. El comando de no switchport hace que la interfaz sea de capa 3. Es importante configurar la ruta por defecto por donde se enviarán los paquetes: 1. Switch(config)#ip route Fuente: Cisco, (2007). 13

14 Conclusión Durante el trabajo se pueden encontrar los diferentes tipos de configuraciones posibles que permiten elaborar una red estructuradamente segura; principalmente, se abarca en un enfoque de un esquema lógico y no físico. Para un diseño físico, deberán tomarse en cuenta situaciones propias del lugar en donde se vaya a desarrollar el sistema. Además, este incluye un análisis de factibilidad, entre otros. El tema desarrollado va más allá de cualquier análisis de situación en la que se puede encontrar cualquier proyecto; su énfasis se basó en demostrar el uso de las mejores prácticas en el empleo de comandos para la configuración de dispositivos Cisco; con esto se demuestra que estas configuraciones pueden ser utilizadas y adaptadas a cualquier tipo de proyecto, dependiendo de sus necesidades. En el uso de los comandos se da claramente la creación de una configuración que permite optimizar el rendimiento de la red, dando seguridad, fluidez de tráfico, ordenamiento de la red y reducción de costos; esta última, debido a que la configuración lógica de una forma planificada permite no invertir en dispositivos de más. Un ejemplo claro es el uso de un switch de capa 3 el cual puede funcionar como un switch de capa 2, pero que en cualquier momento puede ser modificado en su configuración con el propósito de que pueda realizar las funciones de enrutamiento y a la vez seguir cumpliendo las funciones comunes de un switch. Se puede ver el ahorro en el gasto de tiempo que pudiera haber si no se utilizara el VTP; este permite configurar todos los switches desde una configuración principal, partiendo de un solo switch maestro, el cual replica su configuración hacia los demás; así, se asegura que las instrucciones sean las mismas para todos los switches, dando así congruencia en la configuración de las vlans. Inclusive se puede realizar la configuración en distintos modelos de switches de diferentes familias, desde los 2900, 3550, 3750, 4000,5000 y hasta los 6000, Esto, debido a que se ha utilizado como un tipo de configuración estándar; su configuración en todos los modelos es exactamente la misma. El etherchannel da la posibilidad de aumentar el ancho de banda de un switch a otro, lo cual es excelente en cuanto a los tiempos de transmisión ya que se reducen; el tráfico de vlan a vlan de un extremo a otro es más eficiente. Otra situación que es determinante en cuestión de planes de contingencia, es la 14

15 utilización de varios enlaces físicos que son vistos como uno solo, pero que a la vez si una de estas conexiones físicas falla, los demás enlaces quedan funcionando, esta situación en un lugar de producción continua es determinante; por ejemplo, imaginemos que sucedería en un hospital si se perdiera la conectividad. Si bien es cierto el ancho de banda se reduce, pero el funcionamiento permanente se garantiza. Intervlan routing permite poder configurar interfaces lógicas en el switch por donde solo va a darse tráfico de una vlan en específico y esta estará conectada hacia una interfaz física del router o, bien, también a subchannels, los cuales también son configurados lógicamente en el router. Esto permite la conectividad de un switch a un router, en donde no se produzca el efecto botella que reduce la velocidad de transmisión de datos, donde toda la información pasa por un solo enlace, dando así pérdida de paquetes en la transmisión y congestión en la red. Un elemento por tomar en cuenta en el uso de las configuraciones analizadas es el proceso de troubleshooting, el cual no está incluido dentro de este informe, para esto existen comandos, pruebas y procesos de análisis que pueden ser ejecutados. Para evitar problemas en la red, esta debe ser diseñada tanto lógica como físicamente, de manera que prevenga una falla en esta y se minimicen los riesgos. Todas estas recomendaciones, bien empleadas, permiten un control del flujo de datos en toda la red, que puede tener un troubleshooting más simple de emplear; esto, debido a que, por ejemplo, en el caso del etherchannel la red no debe ser detenida para poder realizar la detección de las averías y en el caso del VTP se puede efectuar simplemente en el switch maestro, en lugar de ir switch por switch en aquellas situaciones en las que la configuración haya sido realizada manualmente para cada uno de ellos. 15

16 BIBLIOGRAFÍA Cisco, (2007). Cisco Documentation, Introduction to WAN Technologies. Recuperado 8 de octubre del 2007, de Cisco, (2007). Creating Ethernet VLANs on Catalyst Switches. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de Cisco, (2007). Cisco IOS VLAN Services. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de, Cisco, (2007). Understanding VLAN Trunk Protocol (VTP). Recuperado 13 de noviembre del 2007 de c52.shtml Cisco, (2007). Creating Ethernet VLANs on Catalyst Switches. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de Cisco, (2007). Configuring EtherChannel. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de 1_8_ea1/configuration/guide/swethchl.html Cisco, (2007). Understanding EtherChannel Load Balancing and Redundancy on Catalyst Switches. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de Cisco, (2007). How To Configure InterVLAN Routing on Layer 3 Switches. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de le09186a008019e74e.shtml 16

17 Cisco, (2007). How To Configure InterVLAN Routing on Layer 3 Switches. Recuperado 13 de noviembre del 2007 de le09186a008019e74e.shtml 17