PRÁCTICA 2 Parte A Manejo de Dispositivos de Interconectividad: switch y extensión de una red

Transcripción

1 1.- Objetivo de aprendizaje PRÁCTICA 2 Parte A Manejo de Dispositivos de Interconectividad: switch y extensión de una red El alumno desarrollará las habilidades necesarias que le permitan la administración vía Web y vía consola de equipos de interconexión como lo es el switch. El alumno analizará el comportamiento de valores cuantitativos de una red existente, y como se verá afectada esta red, si se requiere de la extensión de la misma, mediante herramientas de simulación de redes como OPNET IT GURU Academic. 2.- Conceptos teóricos Para un administrador de red, resulta necesario e indispensable conocer los equipos, mecanismos y técnicas para extender las capacidades de las redes que están bajo su cargo. En algunas ocasiones es necesario extender físicamente una red, para añadir nuevas estaciones así como para interconectarla a una LAN con localización geográfica distinta. De igual forma, es conveniente planear el crecimiento de una LAN en términos de ancho de banda, para hacer frente a necesidades de comunicación actuales. La extensión de las capacidades de una red, se logra mediante dispositivos hardware definidos para cada uno de los tipos de redes, en el caso de las LAN encontramos los hubs, switches, repetidores, puentes, access point; para las redes MAN, tenemos repetidores, canalizadores, módems analógicos, modéms cable; en el caso de las redes WAN, encontramos routers, multicanalizadores, módems satelitales, etc. 3.- Equipo y material necesario 3.1 Equipo del Laboratorio PC s Pentium con una NIC Ethernet 10/100 Mbps instalada en cada una de ellas. Un switch Ethernet 10BaseT o FastEthernet (24 puertos). Software Académico de Simulación de Redes, OPTNET IT GURU Academic. Software de emulación de terminal Microsoft Hyperterminal. 4.- Desarrollo 4.1 Switch Un switch es un dispositivo hardware que incluye componentes similares a una computadora personal: CPU, RAM y un IOS, Sistema Operativo de Red (Internetworking Operating System). Puede ser administrado de la misma forma que un router o bien mediante una consola conectada a un puerto ya sea por Telnet o bien vía FTP. Estos dispositivos de interconexión corresponden a la capa de enlace de datos, regularmente son implementados para preservar el ancho de banda de la red al utilizar la segmentación, ya que reenvían paquetes a un segmento en particular, utilizando el direccionamiento de hardware MAC. Dispositivos de Interconectividad 1

2 Los switches pueden ser clasificados de acuerdo a la técnica que emplean, para el reenvío de los paquetes al segmento apropiado en: store-and-forward, en esta técnica los switches procesan completamente el paquete incluyendo el campo del algoritmo CRC y la determinación del direccionamiento del paquete. Esto requiere el almacenamiento temporal del paquete antes de ser enviado al segmento apropiado. Su principal ventaja es la eliminación del número de paquetes dañados que son enviados a la red. cut-through, esta técnica implementada por los switches hace que sean más rápidos, debido a que envían los paquetes tan pronto la dirección MAC es leída. El switch implementado en el Laboratorio utiliza la primera técnica: store and forward Introducción y comandos básicos Indique los componentes de la vista frontal del switch implementado en el Laboratorio de Redes, ver Figura 2.1. Figura 2.1 Vista frontal del switch 3COM 3C17300 Superstack 3Switch 4226T Indique los componentes de la vista posterior del switch implementado en el Laboratorio de Redes, ver Figura 2.2. Figura 2.2 Vista posterior del switch 3COM 3C17300 Superstack 3Switch 4226T Cuando un switch no conoce la dirección MAC de destino, envía la trama por todos sus puertos, al igual que un hub, a esta acción se le como flooding, inundación. Dispositivos de Interconectividad 2

3 Para cambiar y supervisar el funcionamiento de un switch es necesario acceder al software de administración que reside en él. El objetivo de administrar un switch es mejorar su rendimiento y por ende el rendimiento global de la red. El proceso de configuración del switch se inicia cuando se enciende, la información de IP se configura de forma automática. Si se desea configurar manualmente la información de la IP, es necesario indicar como establecer la conexión con el switch, ésta puede ser de dos formas: a. Conexión a un puerto del panel frontal, lo cual implica la conexión de una estación de trabajo mediante un cable Ethernet a un puerto del panel frontal del switch. b. Conexión al puerto de consola, radica en la conexión de una estación de trabajo mediante un cable módem nulo al puerto de consola Administración vía Web El objetivo de este punto es la configuración manual de la dirección IP del switch accediendo a él a través de la conexión Web. Este método resulta muy intuitivo ya que muestra en una página Web una representación gráfica del panel de puertos del switch, indicando aquéllos que se encuentran conectados y activos, también es posible solicitar que se muestren los que están operando en modo full dúplex o con control de flujo. En la misma página inicial se indica el tiempo de operación del equipo en días, horas, minutos y segundos; así como una liga para iniciar una sesión Telnet. Al hacer clic sobre cualquiera de los puertos representados se ingresa a las opciones de configuración donde, a su vez, se puede introducir un nombre para cada puerto. Asimismo es posible habilitar o desactivar la administración de puertos individuales, al igual que la auto-negociación. 1. Compruebe que un extremo del cable Ethernet esté conectado a la NIC de la estación de trabajo y el otro extremo a uno de los puertos del panel frontal del switch, ver Figura 2.3 Figura 2.3 Conexión de una estación de trabajo al switch mediante un puerto del panel frontal 2. Encienda el switch, esta operación tiene una duración de un minuto aproximadamente, ver Figuras 2.4 y 2.5 Figura 2.4 Encendido del switch Figura 2.5 Proceso de testeo del switch Dispositivos de Interconectividad 3

4 3. Abra un navegador Web como Internet Explorer y escriba la dirección en el campo del URL, esta es la dirección que se asignó al switch para poder ser administrado, ver Figura En los campos de usuario escriba admin y la contraseña será proporcionada por él profesor. En este momento las páginas Getting Started permiten consultar información básica de la configuración del switch, ver Figura 2.7. Figura 2.6 Solicitud de usuario y contraseña Figura 2.7 Configuración básica del switch 5. Seleccione el botón del menú Device View y se muestra un menú del lado izquierdo en forma jerárquica. Expanda la opción System y haga clic en Getting Started, ver Figura 2.8. Nota: Los cambios en la configuración del switch sólo pueden hacerse desde un navegador a la vez. 6. Haga clic en el botón Next y el asistente solicita un nombre, ubicación y contacto del sistema. Introduzca los siguientes valores: System Name : Switch_GRUPO System Location: Laboratorio de Redes y Seguridad System Contact: Anota tu Nombre. Nota: en GRUPO, coloque en número de grupo de su laboratorio. Haga clic en Next, ver Figura 2.9. Figura 2.8 Asistente de inicio de configuración Figura 2.9 Datos de configuración del sistema Dispositivos de Interconectividad 4

5 7. Seleccione la opción de configuración de IP Manual y haga clic en Next, ver Figura Figura 2.10 Elección de configuración manual 8. Anote la configuración de IP existente en la Tabla No. 2.1 para restaurarla al final de esta parte de la práctica. Dirección IP Máscara de subred Puerta de enlace predeterminada Tabla No. 2.1Configuración actual del switch Valores 9. Escriba la siguiente dirección IP, máscara de subred y puerta de enlace predeterminada que utilizará el switch cuando esté conectado a la red, ver Figura Haga clic en Next. Valores Dirección IP Máscara de Subred Puerta de enlace predeterminada Tabla No. 2.2 Nueva configuración del switch Figura 2.11 Configuración manual Dispositivos de Interconectividad 5

6 10. El asistente solicita un password para el usuario de administración del switch, introduzca en el campo New Password: redadmin y confirme el nuevo password. Haga clic en Next, ver Figura La siguiente ventana muestra un resumen de la información introducida, hasta este punto se ha completado la configuración inicial del switch preparado para que en la Práctica 3 se configure el método de administración seleccionado. Haga clic en Finish, ver Figura Figura 2.12 Introduciendo la password y confirmándolo Figura 2.13Ventana de resumen final 12. Introduzca la nueva dirección IP en un navegador, es necesario introducir nuevamente el usuario y el password ahora configurado para confirmar los cambios. Observe la página Getting Started con los cambios realizados, ver Figura Figura 2.14Páginas Getting Started 13. Repita los pasos anteriores para restablecer la configuración inicial del switch con ayuda de la Tabla No Administración vía consola Para configurar manualmente la dirección IP del switch es posible establecer una conexión al puerto consola, mientras el switch no está en línea o mientras el switch está conectado a la red mediante un cable de módem nulo estándar, ver Figura Dispositivos de Interconectividad 6

7 Figura 2.15 Configuración de IP mediante la consola del switch 1. Conecte un extremo del cable al conector macho del puerto de consola del switch, ver Figuras 2.16 y Figura 2.16 Cable módem nulo estándar Figura 2.17 Conexión de los cables 2. Sujete los tornillos del cable para evitar que se afloje. 3. Conecte el otro extremo del cable a uno de los puertos serie también conocidos como puertos COM de la estación de trabajo, ver Figura Figura 2.18 Puerto serie de la estación de trabajo 4. Abra el software de emulación de terminal mediante el menú Inicio>Todos los Programas>Accesorios>Comunicaciones>HyperTerminal. 5. En la ventana descripción de la conexión escriba en el campo nombre Switch y elija el icono que lo representará. Haga clic en Aceptar, ver Figura En la siguiente ventana elija la opción conectar usando el puerto COM1 y haga clic en Aceptar. Configure los valores del puerto COM al que se conecto el cable, de acuerdo a la Tabla No Haga clic en Aplicar y posteriormente en el botón Aceptar. Opciones Valor Bits por segundo: 19,200 Bits de Datos: 8 Paridad: Ninguno Bits de parada: 1 Control de Flujo: Ninguno Figura 2.19 Hyper Terminal Tabla No. 2.3 Configuración del software de emulación de terminal Dispositivos de Interconectividad 7

8 7. Se muestra una terminal conectada al switch. Presione la tecla Enter y se mostrará un prompt solicitando el login, introduzca admin como usuario y presione Enter en el campo de password. Observe el menú de opciones del switch, ver Figura Figura 2.20 Menú del switch 3Com SuperStack 3 Switch Ingrese a la opción Getting Started en el prompt, en ese momento se pregunta el tipo de configuración a realizar la cual puede ser auto, manual y none. Introduzca la opción manual. 9. Ingrese la nueva configuración de dirección IP, máscara de subred y puerta de enlace de acuerdo a la Tabla No. 2.2, ver Figura Figura 2.21 Configuración del switch 10. Introduzca el nombre del sistema: Switch_GRUPO, en ubicación: Lab de Redes_GRUPO y el contacto: Administrador Lab_GRUPO, ver Figura Figura 2.22 Configuración de parámetros del switch 11. Se muestra una recomendación del uso de contraseñas. Conteste afirmativamente a la pregunta de la asignación del password. 12. Introduzca el password para el usuario admin: redadmin y confirme el password. 13. Introduzca el password para el usuario manager: redadmin2 y confirme el password. 14. Introduzca el password para el usuario monitor: redadmin3 y confirme el password. 15. Se muestra el menú de configuración avanzada, preguntando si se desea realizar la configuración avanzada con SNMP. Responda no a lo anterior. 16. Se presenta el resumen de los parámetros configurados y se pregunta si se desean aplicar. Responda sí a lo anterior, ver Figura Dispositivos de Interconectividad 8

9 Figura 2.23 Resumen de la configuración 17. Restaure la configuración inicial de acuerdo a los valores proporcionados por la Tabla No Finalmente salga con el comando logout. 19. Salga de la terminal desde el menú Archivo>Salir. Responda afirmativamente a la pregunta Desconectar ahora. Responda NO a la pregunta de Desea guardar la conexión con el nombre Switch? Nota: Para restaurar la configuración de los password únicamente introduzca Enter. 20. Desconecte el cable de los equipos. Algunos switches tienen comandos similares a los routers, este apartado tiene por objetivo conocer algunos comandos básicos de los switches Cisco. 4.2 Extensión de una red En este punto aprenderá a crear una modelo de una organización para escalar la red, que se puede presentar en el mundo real, con ayuda de la herramienta de IT Guru Academic. El objetivo es llevar a cabo la planeación de la expansión de una Intranet de una pequeña compañía. Actualmente, la compañía tiene una red con topología tipo estrella en la primera planta de su edificio de oficinas y el plan es agregar una red adicional de la topología tipo estrella en otro piso, ver Figura 2.1. Aquí aprenderá a construir y probar que este escenario no fallará por el incremento de carga por segundo y que la red no fracasará. Figura 2.1 Escenario que la compañía con el su expansión de la Intranet. Dispositivos de Interconectividad 9

10 4.2.1 Creación de un nuevo proyecto Para la creación de la red a analizar, realice los siguientes pasos: 1. Seleccione menú>inicio >Todos los programas>opnet IT GURU Academic> OPNET IT GURU Academic, haga clic en el botón I have read this SOFTWARE AGREEMENT and I understand and accept the terms and conditions described herein. 2. Seleccione File>New y elija del menú desplegable Project. Haga clic en OK, ver Figura Se presenta una ventana, que solicita el nombre del proyecto y el nombre del escenario, ver Figura 2.3. En el campo de Project Name, introduzca el siguiente nombre iniciales_sm_int y para el campo Scenario Name introsuzca first_floor, haga clic en OK. Figura 2.2 Menú nuevo proyecto Figura 2.3 Nombrando proyecto y escenario Hasta este punto, se ha creado el proyecto y el nombre del primer escenario Creación de la red 1. Se inicia el asistente de configuración rápida. En la elección Initial Topology elija Create Empty Scenario y haga clic en Next, ver Figura Seleccione la Network Scale, como Office; verifique que se encuentre seleccionada la casilla Use Metric Units y haga clic en Next, ver Figura 2.5. Figura 2.4 Crear escenario limpio Figura 2.5 Selección de la escala de red Dispositivos de Interconectividad 10

11 3. En la siguiente pantalla se solicitan las medidas de la escala de red seleccionada. Introduzca los valores para X e Y = 100m y haga clic en Next, ver Figura La siguiente ventana Model Family solicita que seleccione la Tecnología de Red, para esta simulación seleccione Sm_int_Model_List y haga clic en Next, ver Figura 2.7. Figura 2.6 Selección de las medidas de la oficina Figura 2.7 Selección de la tecnología 5. Revise los valores introducidos anteriormente y haga clic en OK, ver Figura El programa muestra el área de trabajo y una paleta de objetos, ver Figura 2.9. Figura 2.8 Revisión de los valores introducidos 7. Cierre la paleta de objetos. Figura 2.9 Paleta de Objetos 8. Seleccione del menú Topology, la opción Rapid Configuration. 9. Seleccione la opción Star del menú de Rapid Configuration y haga clic en OK, ver Figura Figura 2.10 Selección de la topología en estrella 10. Se muestra un asistente de Configuración Rápida tipo estrella, introduzca los valores descritos en la Tabla No. 2.1, para cada uno de los campos y haga clic en OK, Figura Dispositivos de Interconectividad 11

12 Características Valores Center Node Model 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3 Periphery Node Model Sm_Int_wkstn Number 30 Link Model 10BaseT X 25 Y 25 Radios 20 Tabla No. 2.1 Valores para la configuración de la red El resultado de la topología creada debe ser similar a la Figura Figura 2.11 Valores de la configuración en estrella Figura 2.12 Topología estrella resultante Hasta este punto se ha construido la topología general de la red, ahora se necesita agregar un servidor. 11. Haga clic en el icono de la paleta de objetos. 12. Se abrirá una ventana, seleccione el siguiente dispositivo Sm_Int_sever, y arrástrelo al área de trabajo, ver Figura Qué es el Sm_Int_sever? 13. Como no se necesita copias adicionales de esté dispositivo, haga clic derecho con el ratón sobre el dispositivo colocado para deshabilitar la herramienta. Es necesario conectar el servidor a la red creada anteriormente, para ello: 14. De la paleta de objetos seleccione el enlace 10BaseT. 15. Haga un clic sobre el servidor y posteriormente un clic sobre el switch para que se realice en enlace de comunicación, ver Figura Dispositivos de Interconectividad 12

13 Figura 2.13 Instalando el servidor Figura 2.14 Realizando en enlace de comunicación El siguiente paso, es agregar algunos dispositivos que permiten especificar la configuración y el perfil del tráfico de la red. 16. De la paleta de objetos, seleccione Sm_Application_Config y arrástrela al área de trabajo. 17. De la misma forma seleccione Sm_Profile_Config y arrástrela al área de trabajo. Qué es el Sm_Application_Config? Qué es el Sm_Profile_Config? La red construida hasta este punto debe ser similar al de la Figura Figura 2.15 Red construida 18. Guarde el provecto a través del método abreviado Ctrl +S. Dispositivos de Interconectividad 13

14 4.2.3 Elección de estadísticas En esta sección configurará las estadísticas calculadas durante la simulación, en particular sobre el comportamiento del servidor y de la red. Para el servidor: 1. Haga clic derecho sobre el nodo_31 (servidor) y seleccione la opción Choose Individual Statistics, ver Figura Active la siguiente estadística en el cuadro de diálogo Choose Results y haga clic en OK, ver Figura Ethernet> Load(bits/sec). Figura 2.16 Elección de estadísticas individuales Figura 2.17 Estadísticas elegidas Para la red: 3. Haga clic derecho sobre cualquier punto del área de trabajo, que no sea un nodo o un enlace y seleccione la opción Choose Individual Statistics, ver Figura Active la siguiente estadística en el cuadro de diálogo Choose Results y haga clic en OK, ver Figura 2.19: Global Statistics> Ethernet> Delay(sec). Dispositivos de Interconectividad 14

15 Figura 2.18 Elección de estadísticas individuales 5. Guarde el provecto a través del método abreviado Ctrl +S Configuración de la simulación Figura 2.19 Estadísticas elegidas Esta sección tiene como objetivo configurar los parámetros de duración de la simulación. 1. Haga clic en el menú Simulation > Configure Discrete Event Simulation o a través del botón Configure/Run Simulation Figura Seleccione en el campo Duration el valor de una hora y haga clic en Run, para ejecutar la simulación, ver Figura Figura 2.20 Botón de configuración de simulación Figura 2.21 Elección de una hora. 3. Una vez que haya terminado la simulación haga clic en el botón Close del cuadro de diálogo de simulación. En este punto se llevará a cabo el análisis de los resultados obtenidos en la simulación. Dispositivos de Interconectividad 15

16 Para el servidor: 4. Haga clic derecho sobre el nodo_31 y seleccione View Results. 5. Del cuadro de diálogo de View Results seleccione Office Network.node_31> Ethernet> Load(bits/sec). Analice y describa la gráfica Ethernet.Load (bits/sec) sobre el comportamiento del servidor e indique su importancia para un administrador de redes. Para la red en general: 6. Haga clic derecho sobre un punto en el área de trabajo y seleccione View Results. 7. Del cuadro de diálogo de View Results seleccione Global Statistics>Ethernet>Delay(sec). Analice y describa la gráfica Ethernet.Delay (sec) sobre el comportamiento del la red e indique su importancia para un administrador de redes Expandiendo la red Para poder expandir la red, el primer paso va a ser duplicar el escenario, para ello realice los siguientes pasos: 1. Haga clic en el menú Scenarios y del menú despegable elija la opción Duplicate Scenario. 2. Introduzca expansion en el campo de Scenario Name, del nuevo escenario, posteriormente haga clic en OK. Nota: Al duplicar el escenario los enlaces, los nodos, las estadísticas y la configuración de la simulación se han duplicado bajo el nombre del nuevo proyecto que es expansion. El segmento de red del segundo piso, tiene que estar enlazado con el segmento de red del primer piso. Por lo que ahora se tiene que construir el nuevo segmento. Para ello realice los siguientes pasos: 1. Seleccione del menú Topology, la opción Rapid Configuration. 2. Seleccione la opción Star del menú de Rapid Configuration y haga clic en OK. 3. Se muestra un asistente de Configuración Rápida tipo estrella, introduzca los valores descritos en la Tabla No. 2.2, para cada uno de los campos y haga clic en OK, Figura Dispositivos de Interconectividad 16

17 Características Valores Center Node Model 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3 Periphery Node Model Sm_Int_wkstn Number 15 Link Model 10BaseT X 75 Y 62.5 Radios 20 Tabla No. 2.2 Valores para la configuración de la red Figura 2.11 Creando el segundo segmento de la red El siguiente paso será crear el enlace de comunicación entre las dos redes, para ello realice los siguientes pasos: 1. De la paleta de objetos seleccione el router Cisco 2514 y arrástrelo al área de trabajo. 2. De la paleta de objetos seleccione el enlace 10BaseT, para realizar la conexión del router (nodo_50) hacia los swhites (nodo_30 y nodo_49), ver Figura Figura 2.13 Configuración final de la red y su extensión. 3. A continuación cierre la paleta de objetos y guarde el proyecto Configuración de la simulación del escenario expansión Esta sección tiene como objetivo configurar los parámetros de duración de la simulación. 1. Haga clic en el menú Simulation > Configure Discrete Event Simulation o a través del botón Configure/Run Simulation 2. Seleccione en el campo Duration el valor de 0.5 hrs y haga clic en Run, para ejecutar la simulación. 3. Una vez que haya terminado la simulación haga clic en el botón Close del cuadro de diálogo de simulación Análisis de resultados En este punto se llevará a cabo el análisis de los resultados obtenidos en la simulación del escenario de expansión. Dispositivos de Interconectividad 17

18 Para el servidor: 8. Haga clic derecho sobre el nodo_31 y seleccione Compare Results. 9. Del cuadro de diálogo de Compare Results seleccione Office Network.node_31> Ethernet> Load(bits/sec). Analice y describa la gráfica Ethernet.Load (bits/sec) sobre el comportamiento del servidor, ahora con la extensión del segundo segmento e indique su importancia para un administrador de redes. Para la red en general: 10. Haga clic derecho sobre un punto en el área de trabajo y seleccione Compare Results. 11. Del cuadro de diálogo de Compare Results seleccione Global Statistics>Ethernet>Delay(sec). Analice y describa la gráfica Ethernet.Delay (sec) sobre el comportamiento de la red, ahora con la extensión del segundo segmento e indique su importancia para un administrador de redes. 5. Cuestionario A qué se le denomina segmento de red? Por qué no se recomienda utilizar una sesión Telnet? Describa el proceso de inicialización de un switch. Investigue la diferencia entre los usuarios admin, manager y monitor. 6. Conclusiones Revise los objetivos de la práctica y las actividades realizadas y emita sus conclusiones. Dispositivos de Interconectividad 18

19 7. Cuestionario Previo 2A PRÁCTICA 2 Parte A Manejo de Dispositivos de Interconectividad: switch y extensión de una red Nombre: Grupo de Laboratorio: 1. Menciona el objetivo de la capa de enlace de datos. 2. Qué es el HyperTerminal, y cuál es su funcionamiento? 3. Qué es el Cable módem de conexión nulo y cuál es su función? 4. Qué aspectos que se tienen que considerar para expandir una red? 5. Qué es la técnica store-and-forward que emplean algunos switches? 6. Qué es la técnica cut-through que emplean algunos switches? 7. Investigue el código de Ética de la Facultad de Ingeniería en el ámbito informático y anote un comentario breve (opinión). Nota: NO es necesario incluir el código Ética de la Facultad de Ingeniería en el ámbito informático, en el previo. Dispositivos de Interconectividad 19