Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla

Transcripción

1 UPAEP 2017 Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla

2 Capítulo 10: Resolución de Problemas en Ethernet Switch En este capítulo se sugieren herramientas que se pueden usar para identificar problemas en el funcionamiento de la red. 2

3 Verificación y Resolución de Problemas en la Red El proceso de resolución de problemas en este material se organiza en 3 partes principales: Analizando y prediciendo una operación normal: Descripción y predicción de los detalles que deberían estar pasando si la red funcionara correctamente, basándose en la documentación, configuración, y los comandos show y debug. Aislamiento del problema: Cuando un problema está ocurriendo, encontrar los componentes que no están funcionando correctamente a comparación del comportamiento predicho, basándose nuevamente en la documentación, configuración, y los comandos show y debug. Análisis del origen del problema: Identificar las causas de los problemas detectados en el paso anterior, principalmente las causas que tienen una acción específica con la que el problema puede ser arreglado. Aislando Problemas en Capa 3, y Luego en Capas 1 y 2 La resolución de problemas puede comenzarse en la Capa 3, se utilizará la topología mostrada en la figura 10-1 para explicar este proceso. Fig Aislando problema en Capa 3 Los 6 pasos de ruteo mostrados en la figura son los siguientes: Paso 1 PC1 envía el paquete a su puerta de enlace predeterminada (R1) porque la dirección IP destino está en otra subred. Paso 2 R1 envía el paquete a R2, en base a la tabla de ruteo de R1. Paso 3 R2 envía el paquete a PC2, en base a la tabla de ruteo de R2. Paso 4 PC2 envía el paquete de respuesta a PC1, entonces PC2 envía el paquete a su puerta de enlace predetermina (R2). Paso 5 R2 buscará en su tabla de ruteo, la ruta que mejor se ajuste a la dirección IP destino del paquete, y lo enviará a R1. Paso 6 R1 envía el paquete a PC1, en base a la tabla de ruteo de R1. Si un problema se encontró en los pasos 1, 3, 4 o 6, se requiere un análisis más profundo en las capas 1 y 2 en el paso que haya fallado. 3

4 Supóngase que PC1 no pudo enviar el paquete a su puerta de enlace predeterminada, esto significa que el paso 1 de la figura 10-1 falló. Para encontrar el problema se deberá determinar lo siguiente: La dirección MAC de PCI y de la interfaz LAN de R1. Las interfaces del switch usadas en SW1 y SW2. El estado de cada interfaz. Lo conducta esperada si se envía un frame por PC1 a la dirección MAC de R1. Analizando estos factores se podrá encontrar la causa del problema y solucionarlo. Verificando la Topología de Red con el Protocolo Cisco Discovery CDP (Cisco Discovery Protocol) descubre información básica acerca de los routers y switches vecinos sin la necesidad de conocer contraseñas de los dispositivos vecinos. Para descubrir la información, los routers y switches envían mensajes CDP por todas sus interfaces. Los mensajes esencialmente anuncian información acerca del dispositivo que envió el mensaje CDP. Los dispositivos que soportan CDP pueden aprender información acerca de los demás escuchando los mensajes enviados por los demás dispositivos. Desde el punto de vista de la resolución de problemas, CDP es muy útil para conocer información del diagrama de la red, así como también para completar la información necesaria acerca de los dispositivos y la topología. CDP descubre muchos detalles acerca d los dispositivos Cisco vecinos: Identificador de dispositivo: Normalmente el nombre del dispositivo. Lista de direcciones: Dirección IP y dirección MAC. Interfaz local: La interfaz del switch o router por donde descubrió al dispositivo vecino. Identificador de puerto: El puerto utilizado por el vecino para enviar mensajes CDP al dispositivo local. Lista de capacidades: Información de que tipo de dispositivo es (por ejemplo, un switch o un router). Plataforma: El modelo y el nivel de OS que está corriendo el dispositivo En la siguiente tabla se listan algunos comandos que muestran algunos de estos detalles: Comando show cdp neighbors [escribir número] show cdp neighbors detail Descripción Muestra un resumen en una línea de información acerca de cada vecino, o solo el vecino encontrado conectado a una interfaz específica. Muestra información detallada de cada vecino. 4

5 Comando show cdp entry nombre Descripción Muestra la misma información que el comando anterior, pero solo del vecino del que fue escrito su nombre en el comando. Tabla Comandos CDP Para evitar la posibilidad de que un atacante obtenga información de los dispositivos por medio de CDP, se recomienda deshabilitarlo en todas las interfaces que no tengan una necesidad específica para usarlo. Para deshabilitar CDP en una sola interfaz se utiliza el subcomando de la interfaz no cdp enable, si se desea deshabilitar CDP en todo el switch se utiliza el comando de configuración global no cdp run. En el ejemplo 10-1 se muestra el uso de los comandos mostrados en la tabla 10-1, en base a la red de la figura Fig Red utilizada en los ejemplos CDP SW2#show cdp neighbors Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P Phone!Las interfaces del SW2 son las mostradas en Local Intrfc y las interfaces de los dispositivos vecinos son las mostradas en la!columna Port ID Device ID Local Intrfce Holdtme Capability Platform Port ID SW1 Gig 0/2 173 S I WS-C Gig 0/1 R1 Fas 0/ R S I 1841 Fas 0/1!El siguiente comando muestra información más detallada de cada dispositivo vecino SW2#show cdp neighbors detail Device ID: SW1 Entry address(es): Platform: cisco WS-C TT-L, Capabilities: Switch IGMP Interface: GigabitEthernet0/2, Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0/1 Holdtime : 167 sec Version : Cisco IOS Software, C2960 Software (C2960-LANBASEK9-M), Version 12.2(25)SEE2, RELEASE SOFTWARE (fc1) Copyright (c) by Cisco Systems, Inc. Compiled Fri 28-Jul-06 11:57 by yenanh advertisement version: 2 Protocol Hello: OUI=0x00000C, Protocol ID=0x0112; payload len=27, value= ffffffff010221ff E86A6F80FF0000 5

6 Native VLAN: 1 Duplex: full Management address(es):!la siguiente información es acerca de R Device ID: R1 Entry address(es): IP address: Platform: Cisco 1841, Capabilities: Router Switch IGMP Interface: FastEthernet0/13, Port ID (outgoing port): FastEthernet0/1 Holdtime : 131 sec Version : Cisco IOS Software, 1841 Software (C1841-ADVENTERPRISEK9-M), Version 12.4(9)T, RELEASE SOFTWARE (fc1) Technical Support: Copyright (c) by Cisco Systems, Inc. Compiled Fri 16-Jun-06 21:26 by prod_rel_team advertisement version: 2 VTP Management Domain: Duplex: full Management address(es):! La información del comando show cdp entry R1 repite la misma información mostrada por el comando show cdp neighbors!detail, pero solo de R1. SW2#show cdp entry R Device ID: R1 Entry address(es): IP address: Platform: Cisco 1841, Capabilities: Router Switch IGMP Interface: FastEthernet0/13, Port ID (outgoing port): FastEthernet0/1 Holdtime : 176 sec Version : Cisco IOS Software, 1841 Software (C1841-ADVENTERPRISEK9-M), Version 12.4(9)T, RELEASE SOFTWARE (fc1) Technical Support: Copyright (c) by Cisco Systems, Inc. Compiled Fri 16-Jun-06 21:26 by prod_rel_team advertisement version: 2 VTP Management Domain: Duplex: full Management address(es): SW2#show cdp Global CDP information: Sending CDP packets every 60 seconds Sending a holdtime value of 180 seconds Sending CDPv2 advertisements is enabled SW2#show cdp interfaces FastEthernet0/1 is administratively down, line protocol is down Encapsulation ARPA Sending CDP packets every 60 seconds Holdtime is 180 seconds FastEthernet0/2 is administratively down, line protocol is down Encapsulation ARPA Sending CDP packets every 60 seconds Holdtime is 180 seconds!!líneas omitidas 6

7 SW2#show cdp traffic CDP counters : Total packets output: 54, Input: 49 Hdr syntax: 0, Chksum error: 0, Encaps failed: 0 No memory: 0, Invalid packet: 0, Fragmented: 0 CDP version 1 advertisements output: 0, Input: 0 CDP version 2 advertisements output: 54, Input: 49 Ej Comandos CDP Al final del ejemplo se muestran comandos show cdp que identifican la información del funcionamiento de CDP. Estos comandos no muestran información de los vecinos. La siguiente tabla lista estos tres comandos y sus propósitos: Comando show cdp show cdp interface [número] show cdp traffic Descripción Muestra si CDP está habilitado globalmente, y lista las actualizaciones predeterminadas y los contadores. Muestra si CDP está habilitado en cada interfaz o en una sola interfaz, si la interfaz se muestra, y muestra los contadores update y holdtime de esas interfaces. Muestra las estadísticas globales del número de avisos CDP enviados y recibidos. Tabla Comandos utilizados para verificar operaciones CDP Analizando el Estado de las Interfaces Capa 1 y 2 Códigos de Estado de las Interfaces y Razones de Los Estados No Funcionales Para conocer los códigos de estado de las interfaces se utilizan los comandos show interfaces y show interfaces description, los cuales muestran dos códigos, el primero es el estado de línea y el segundo el estado de protocolo. El comando show interfaces status, muestra un solo código de estado de cada interfaz, llamado estado de interfaz. Este estado corresponde a una combinación de los códigos de estado mencionados anteriormente. A continuación se muestra una tabla con los códigos de estados posibles en cada interfaz: Estado de Línea Estado de Protocolo Estado de Interfaz Causa Típica admin. down down disabled La interfaz está configurada con el comando shutdown. down down notconnect No hay cable. El cable está dañado. Los pines del cable son incorrectos. Las velocidades no concuerdan en los dos dispositivos conectados. El dispositivo del otro lado del cable no está prendido o su interfaz está apagada. 7

8 Estado de Línea Estado de Protocolo Estado de Interfaz Causa Típica up down notconnect Este estado no se espera en las interfaces LAN del switch. down down(err-disabled) err-disabled La seguridad del puerto ha deshabilitado la interfaz. up up connect La interfaz está funcionando. Tabla Códigos de estado Problemas de Velocidad y Duplex en las Interfaces Las interfaces pueden autonegociar su velocidad y los parámetros de duplex, estos también pueden ser configurados manualmente con los subcomandos de las interfaces: speed { } duplex { half full } Los comandos show interfaces y show interfaces status muestran los parámetros actuales de velocidad y duplex de las interfaces, como en el ejemplo SW1#show interfaces status Port Name Status Vlan Duplex Speed Type Fa0/1 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/2 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/3 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX!El prefijo a-, indica que los valores de duplex y/o de la velocidad fueron auto negociados Fa0/4 connected 1 a-full a /100BaseTX Fa0/5 connected 1 a-full a /100BaseTX Fa0/6 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/7 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/8 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/9 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/10 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX Fa0/11 connected 1 a-full 10 10/100BaseTX Fa0/12 connected 1 half /100BaseTX Fa0/13 connected 1 a-full a /100BaseTX!Líneas omitidas!el siguiente comando solo muestra la información de la interfaz fa0/13 SW1#show interfaces fa0/13 FastEthernet0/13 is up, line protocol is up (connected) Hardware is Fast Ethernet, address is 0019.e86a.6f8d (bia 0019.e86a.6f8d) MTU 1500 bytes, BW Kbit, DLY 100 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set Keepalive set (10 sec) Full-duplex, 100Mbps, media type is 10/100BaseTX input flow-control is off, output flow-control is unsupported ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input 00:00:05, output 00:00:00, output hang never Last clearing of show interface counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo Output queue: 0/40 (size/max) 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec packets input, bytes, 0 no buffer Received 284 broadcasts (0 multicast) 8

9 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog, 281 multicast, 0 pause input 0 input packets with dribble condition detected packets output, bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier, 0 PAUSE output 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out Ej Estados de las interfaces Cuando el proceso de autonegociación está activo en los dos dispositivos, los dos dispositivos negocian la velocidad más rápida soportada por ambos dispositivos. Adicionalmente, los dispositivos usan full duplex si los dos lo soportan, si no, utilizan half duplex. Sin embargo, cuando uno de los dispositivos tiene deshabilitada la autonegociación, y el otro dispositivo utiliza autonegociación, el dispositivo que utiliza la autonegociación escoge los valores predeterminados basado en su velocidad actual. Los valores predeterminados son los siguientes: Si la velocidad no es conocida, usa 10 Mbps, y half duplex. Si es velocidad es conocida y está entre 10 y 100 Mbps, se utiliza half duplex. Si la velocidad es conocida y es de 1000 Mbps, se utiliza full duplex. Problemas Comunes en Capa 1 en Interfaces que Están Funcionando Algunos problemas de Capa 1 previenen a la interfaz del switch alcanzar el estado conectado (up/up).sin embargo, cuando las interfaces alcanzan este estado, los switches tratan de usar la interfaz y guardar varios contadores de la interfaz. Estos contadores ayudan a la interfaz a encontrar problemas incluso cuando la interfaz está en un estado conectado. Los frames de pueden experimentar problemas mientras son transmitidos. Cuando un frame pasa sobre un cable UTP, la señal puede distorsionarse. El cable puede estar dañado si se encuentra debajo de una alfombra, o una silla puede estarlo aplastando, eventualmente la señal se puede degradar. Adicionalmente, muchos dispositivos pueden causar interferencia electromagnética (EMI) y la señal del cable es modificada. Sin importar la causa del problema, cuando la señal eléctrica se degrada, el dispositivo recibirá un frame con los bits alterados. Estos frames no pasarán la lógica para detectar errores en base al campo FCS en el trailer del frame. Los switches listan este error como error CRC (cyclic redundancy check), como se muestra en el ejemplo SW1#show interfaces fa0/13!líneas omitidas Received 284 broadcasts (0 multicast) 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog, 281 multicast, 0 pause input 0 input packets with dribble condition detected packets output, bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier, 0 PAUSE output 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out Ej Contadores de la interfaz 9

10 Las colisiones pueden ocurrir como una parte normal cuando se usa half-duplex de acuerdo a la lógica utilizada por CSMA/CD, entonces una interfaz del switch que tenga incrementado el contador collisions no siempre significa que sea un problema. Sin embargo, todas las colisiones deben ocurrir al final de los 64 bytes de un frame. Cuando un switch ha enviado los 64 bytes de un frame, y el switch recibe un frame en la misma interfaz, el switch presencia una colisión. En este caso, la colisión es una colisión late, y el switch incrementa el contador late collision. Estos contadores también están marcados en el ejemplo Tres problemas comunes en la LAN pueden ser encontrados usando estos contadores: interferencia excesiva en el cable, diferencias en duplex, y jabber. La interferencia excesiva en el cable puede causar el incremento de varios contadores, específicamente el contador CRC. Si el contador CRC crece, pero los contadores de colisión no, el problema es la interferencia en el cable. Los problemas en duplex y en jabber pueden ser identificados con los contadores collision y late collision. Jabber se refiere a casos cuando la NIC ignora las reglas de Ethernet y envía frame tras frame sin un espacio entre ellos. Un incremento en el contador late collision significa una de las dos cosas siguientes: La interfaz está conectada a un dominio de colisión donde el cable excede los estándares de la longitud del cable Ethernet. La interfaz está usando half duplex, y el dispositivo en el otro lado está usando full duplex. En la tabla 10-4 se resumen los puntos principales acerca de estos tres tipos de problemas generales en las interfaces, que ocurren incluso cuando están en un estado conectado (up/up). Tipo de Problema Valores de los Contadores Indicando este Problema Causas Comunes del Problema Ruido excesivo Muchos input errors, pocos collisions Categoría incorrecta del cable (Cat 5, 5E, 6); cables dañados, EMI. Colisiones Casi más del 0.1% de todos los frames están colisionados. Diferencias en duplex; jabber; ataques DoS. Colisiones late Se incrementa late collisions Dominio de colisión o cable muy largo; tipos diferentes de duplex. Tabla Indicadores de Problemas Comunes en la Capa 1 10

11 Analizando El Camino de Envío de Capa 2 con La Tabla de Direcciones MAC El comando show mac address-table muestra el contenido de la tabla de direcciones MAC del switch. Este comando lista las direcciones MAC actualmente conocidas por el switch, las que se aprendieron de forma dinámica y estática. Si se quiere ver solo la lista de direcciones MAC aprendidas dinámicamente, se utiliza el comando show mac address-table dynamic. A continuación se muestra un ejemplo de estos comandos: SW1#show mac address-table Mac Address Table Vlan Mac Address Type Ports All ccc.cccc STATIC CPU All ccc.cccd STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All 0180.c a STATIC CPU All 0180.c b STATIC CPU All 0180.c c STATIC CPU All 0180.c d STATIC CPU All 0180.c e STATIC CPU All 0180.c f STATIC CPU All 0180.c STATIC CPU All ffff.ffff.ffff STATIC CPU e a DYNAMIC Gi0/ STATIC Fa0/ DYNAMIC Fa0/ DYNAMIC Gi0/1 Total Mac Addresses for this criterion: 24 SW1#show mac address-table dynamic Mac Address Table Vlan Mac Address Type Ports e a DYNAMIC Gi0/ DYNAMIC Fa0/ DYNAMIC Gi0/1 Total Mac Addresses for this criterion: 3!Se muestran las mismas direcciones MAC que en la salida anterior, pero solo las aprendidas de forma dinámica Ej Tabla de direcciones MAC Analizando el Camino de Envío La lógica que utiliza el switch para enviar frames es la siguiente: Paso 1 Determinar la VLAN en la cual debe ser enviado el frame. En interfaces de acceso esto se basa en la VLAN de acceso asociada con la interfaz por donde llegó. 11

12 Paso 2 Ver la dirección MAC destino del frame en la tabla de direcciones MAC, pero solo para entradas para la VLAN identificada en el Paso 1. Si la dirección MAC es: a. Encontrada (unicast): Enviar el frame por la única interfaz indicada por la entrada de la tabla que corresponde a la dirección MAC destino. b. No encontrada (unicast): Enviar el frame por todas las demás interfaces que se encuentran en la misma VLAN, excepto por la interfaz por donde llegó. c. Broadcast o multicast: Enviar el frame por todas las demás interfaces que se encuentran en la misma VLAN, excepto por la interfaz por donde llegó. 12