Cómo instalar y configurar enrutadores y conmutadores

Introducción

En esta lección, aprenderá sobre los aspectos de enrutamiento y conmutación de la configuración de una red. Las opciones y características presentadas permiten una gestión eficiente de una red de área local (LAN).

Objetivos de la lección

Al final de esta lección, usted podrá:

1. Identificar los pasos para instalar una red.
2. Describa la diferencia entre los conmutadores de red gestionados y los conmutadores de red no gestionados.
3. Describa las opciones disponibles al configurar enrutadores y conmutadores.
4. Solucionar problemas comunes de enrutadores y conmutadores.

Instalación y configuración de redes: planificación

Un administrador de red debe prepararse antes de configurar una red. Las siguientes preguntas son importantes para considerar y ayudarán a desarrollar un plan.

• ¿Cuántos hosts estarán conectados?
• ¿Cuántas subredes se requerirán?
• ¿Cómo se transmitirán los datos dentro de la red?
• ¿Cómo configurar cada objeto para que se comunique correctamente?
• ¿Qué medios se utilizarán?
• ¿Qué servicios son los más importantes (voz, datos, video)?
• ¿Cuál es el alcance y la escalabilidad de la red?
• ¿Cuál será el esquema de direcciones IP?

conmutador de red

Un conmutador proporciona una gestión de red más eficiente. Reenvía datos al puerto del conmutador al que está conectado el sistema de destino, a diferencia de un concentrador. Un interruptor evita los bucles mediante el uso de un Protocolo de árbol de expansión (STP).

Cambie el tráfico del filtro después de actualizar la tabla MAC y aumente el rendimiento y la seguridad.

• Los conmutadores almacenan las direcciones MAC de todos los dispositivos conectados a sus puertos. Los switches tienen un dominio de difusión y múltiples dominios de colisión. Si un conmutador no tiene la dirección MAC en la tabla, inunda el conmutador y envía el paquete de datos a todos los puertos.
• Protocolo de árbol de expansión (STP): coloca un bloque en el puerto que deja un bucle y libera el bloque cuando uno de los enlaces falla.
• Los concentradores envían datos a todos los puertos. Los concentradores tienen un dominio de difusión y un dominio de colisión.

A interruptor no administrado permite que los dispositivos conectados se comuniquen entre sí. Un conmutador administrado ofrece funciones avanzadas, incluidas todas las capacidades de los conmutadores no administrados. A conmutador gestionado permite que un administrador de red administre, configure, monitoree y diagnostique la salud de una red de área local (LAN).

Las características avanzadas del conmutador administrado incluyen:

• Duplicación de puertos
• VLAN
• Calidad de servicio (QoS)
• Redundancia

SNMP permite que un administrador de red ejecute diagnósticos en el conmutador.

Paquetes de procesamiento

Un conmutador tiene dos formas de procesar paquetes. Almacenar y reenviar ocurre cuando un paquete de datos se analiza mientras está en la memoria. Si el paquete de datos no tiene errores, se reenviará al puerto de destino. El corte se produce cuando los paquetes de datos se transmiten directamente sin análisis.

• Los paquetes de datos almacenados y retransmitidos se analizan en la memoria. Si el paquete de datos no tiene errores, se reenviará al puerto de destino.
• Los paquetes de datos truncados se reenvían directamente al puerto de destino sin análisis.

Dominio de colisión, duplicación de puertos

Un conmutador tiene varios dominios de colisión y un único dominio de difusión.

Un dominio de difusión envía datos a todos los puertos de un conmutador o concentrador. Un dominio de colisión es donde varios dispositivos intentan acceder a los medios al mismo tiempo.

La duplicación de puertos crea una copia del tráfico de datos enviado a un puerto para su análisis y diagnóstico. La duplicación de puertos se puede utilizar para la supervisión de la red.

Cada puerto tiene su propio dominio de colisión. El filtrado MAC especifica qué hosts pueden enviar paquetes de datos a través de un puerto específico en el conmutador.

Alimentación a través de Ethernet (PoE) y enlace troncal

Cada puerto se puede configurar para operar a una velocidad específica o se puede negociar automáticamente. Los puertos de un conmutador normalmente pueden funcionar a 10/100 Mbps. Cada puerto puede ser Full o Half Duplex. Los conmutadores Gigabit pueden funcionar a 1000 Mbps y dúplex completo.

• Power over Ethernet (PoE) permite que el conmutador alimente un dispositivo habilitado para PoE (es decir, teléfonos VoIP). Los conmutadores Gigabit pueden funcionar a 1000 Mbps y dúplex completo.
• El enlace troncal es similar a la vinculación, en el sentido de que varios puertos en un conmutador se unen para aumentar el ancho de banda disponible entre este y otros dispositivos de red.

VLAN

Las redes de área local virtual (VLAN) se pueden configurar en un conmutador de red para particionar o unir hosts en la misma red o en redes diferentes.

• Un conmutador se puede configurar para usar diferentes puertos como una LAN o VLAN separada dentro del mismo segmento de red.
• Las VLAN se pueden configurar en conmutadores en otras LAN, que se unen a hosts en redes desconectadas.
• Los puertos se pueden truncar (enlazar) para establecer un mayor ancho de banda y velocidad de enlace entre los conmutadores.

Los hosts en VLAN separadas no pueden comunicarse entre sí; tienen diferentes dominios de difusión. Las VLAN le dan al administrador de la red la capacidad de separar un conmutador en varias redes. Hay tres tipos de VLAN:

• basado en puerto – se asignan puertos separados a una VLAN.
• Etiqueta establecida – etiqueta el paquete de datos para determinar la VLAN de destino.
• Basado en protocolo: los paquetes de datos se dirigen a ciertos puertos según el protocolo utilizado.

VLAN basadas en etiquetas

Las VLAN basadas en etiquetas utilizan dos protocolos:

• 802.1Q Es el estándar IEEE para el etiquetado de VLAN. Este estándar permite que los conmutadores fabricados por diferentes fabricantes manejen el etiquetado de VLAN.
• Enlace entre conmutadores (ISL) se utiliza para etiquetar paquetes de datos para la VLAN de destino (protocolo propietario de Cisco)
• Protocolo de existencias virtuales (VTP) se utiliza para propagar cambios en la definición de VLAN en un conmutador a todos los conmutadores (en un dominio VTP) en la LAN (un protocolo propietario de Cisco). La configuración de VTP brinda la conveniencia de no tener que modificar la configuración de cada switch.

Calidad de servicio (QoS)

QoS permite priorizar el tipo de datos (voz, datos o video) que tienen prioridad en la red. La priorización de los tipos de datos garantiza que el ancho de banda esté disponible para el tráfico de gran ancho de banda. A menudo, la calidad del servicio de comunicación VOIP se ve afectada cuando su prioridad es baja.

La calidad del servicio es mejor cuando la comunicación funciona como se espera. La voz y el video requieren más ancho de banda para transmitir información. Si no se asigna QoS, la comunicación de voz puede parecer amortiguada y discordante.

Conceptos básicos del enrutador

Los enrutadores brindan la capacidad de conectar dos redes separadas. Los enrutadores no aceptarán o no aceptarán direcciones de transmisión. Reenviarán los datos a otros enrutadores hasta que se alcance el destino.

Un conmutador reenviará paquetes de datos a un enrutador para direcciones de destino que no están en el segmento de red actual. Un enrutador filtrará y reenviará el tráfico de datos.

El enrutador generalmente se encuentra en el lado del cliente o tanto en el lado del cliente como en el lado del ISP/Telco. Los enrutadores se pueden configurar con diferentes tipos de interfaces, como Ethernet, fibra y serie. Un enrutador analiza la parte de la red de una dirección IP para determinar si reenviar o no el paquete interna o externamente.

Traducción de direcciones de red (NAT) es una operación de enrutador interno que traduce una dirección IP privada interna a la dirección pública necesarios para enviar datos a través de Internet.

Traducción de dirección de puerto (PAT) utiliza la sobrecarga donde cada dirección IP de host privado se cambia a una dirección IP pública. El enrutador decide dónde enviar el tráfico según el puerto desde el que se enviaron los datos.

El enrutador almacena la dirección IP y el número de puerto en una tabla de búsqueda de NAT. Los enrutadores utilizan una tabla de enrutamiento para determinar dónde reenviar los paquetes de datos. Se utiliza un enlace físico (fibra o cable de cobre) para establecer un enlace de comunicación entre los enrutadores. Los enrutadores usan protocolos para enviar y actualizar rutas entre ellos.

Por ejemplo, muestre lo siguiente: Mostrar tabla de enrutamiento.

Protocolos de enrutamiento

Los enrutadores se pueden ubicar tanto dentro de una red como en el borde o perímetro de una red.

• Protocolo de puerta de enlace interior (IGP) Se utiliza para transferir información de enrutamiento dentro de un Sistema Autónomo (AS).
• Sistema autónomo un grupo de sistemas con características comunes (es decir, todos los hosts en la red dentro de un dominio o todos los individuos con el apellido “Smith”).
• Protocolo de puerta de enlace fronteriza (BGP) se utiliza para interconectar Sistemas Autónomos (AS).

BGP reemplazó el Protocolo de puerta de enlace externa (EGP) para permitir la descentralización. Antes de que se usara BGP, EGP era un sistema que usaba puertas de enlace auxiliares para conectarse al núcleo de ARPANET.

Enrutamiento estático o dinámico

El enrutamiento estático requiere que un administrador de red ingrese manualmente la tabla de enrutamiento para cada enrutador en su red. En el enrutamiento dinámico, los enrutadores se comunican entre sí para actualizar sus propias tablas y administrar mejor los cambios.

Tres clases de enrutamiento dinámico incluyen:

• Vector de área Toma una lista de enrutadores vecinos y envía la tabla completa a los vecinos. Cada enrutador asigna un vector de distancia o número de saltos a cada ruta.
• Estado de conexión construye la lista de enrutadores vecinos y cada enrutador envía actualizaciones de estado cuando hay un cambio en las tablas de enrutamiento. Los paquetes de datos "Hola" se envían a cada enrutador para verificar las conexiones.
• híbrido ofrece las ventajas de los protocolos de vector de distancia y de estado de enlace.

Protocolos de puerta de enlace interior (IGP) puede ser un estado de enlace o un vector de distancia.

Métricas de enrutamiento

Los enrutadores usan diferentes métricas para determinar la mejor manera de reenviar paquetes de datos:

• Contenido de lúpulo Ocurre cuando los datos viajan a través de un enrutador a su destino. Cada salto representa datos que llegan a un enrutador diferente, por lo que el siguiente salto es el siguiente enrutador en la ruta a un destino determinado.
• Unidad de transmisión de ancho de banda máximo (MTU) es la medida de la capacidad de datos entre los enlaces del enrutador.
• Costos asignar un valor a la distancia, ancho de banda, tiempo y precio de los enlaces de comunicación.
• Debilidad retraso de la red al enviar paquetes de datos al destino.
• Carga mediciones de actividad realizadas en un enrutador.

Protocolo de información de enrutamiento

Es importante conocer los siguientes términos.

• Protocolo de información de enrutamiento (RIP) el enrutamiento dinámico es un protocolo de vector de distancia; en el que los enrutadores vecinos se envían entre sí su tabla de enrutamiento completa cada 30 segundos (predeterminado).
• PROMOVER solo se usa en redes donde todos los enrutadores y LAN tienen la misma dirección de red de clase (dirección basada en clase). El número máximo de saltos en RIP es 16, por lo que es adecuado para redes pequeñas.
• RIPv2 proporciona direccionamiento sin clase y máscara de subred de longitud variable (VLSM). RIP no envía la máscara de subred para redes y RIPv2 enviará la máscara de subred con todas las ID de red en común.
• Protocolo de puerta de enlace fronteriza (BGP) es un protocolo de vector de enrutamiento dinámico, en el que los enrutadores de diferentes Sistemas Autónomos (AS) comparten tablas de enrutamiento.
• Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior (IGRP) es un protocolo de enrutamiento de vector de distancia dinámico creado por Cisco, en el que los enrutadores con el mismo número AS comparten sus tablas de enrutamiento cada 90 segundos de forma predeterminada. IGRP es una mejora sobre RIP y RIPv2. Los IGRP tienen un mayor número de saltos de 255, son clasificados (sin VLSM), incluyendo soportes y horizontes divididos. Los bloques evitan que se devuelvan rutas no válidas y los horizontes divididos evitan que la información de la ruta se devuelva de la misma forma en que llegó.
• Abrir primero la ruta más corta (OSPF) es enrutamiento dinámico, Estado de conexión protocolo; en el que los enrutadores primero se inundan entre sí con anuncios de estado de enlace (LSA). Después de esta inundación inicial, las actualizaciones de ruta solo ocurren cuando hay un cambio. Este tipo de cálculo de enrutamiento es necesario cuando la ruta cambia, cuando permite VLSM y cuando la red se divide en "zonas" para una mejor gestión.
• ES ES – es enrutamiento dinámico, Estado de conexión protocolo creado por DEC, encargado de actualizar las tablas.
• IGRP mejorado (EIGRP) es un protocolo de enrutamiento dinámico híbrido creado por Cisco, que se basa en IGRP utilizando las siguientes funciones:
• Recuperación de descubrimiento de vecindario se utiliza para identificar otros enrutadores en una red conectada directamente. Los paquetes "Hola" se utilizan para el descubrimiento.
• Un protocolo de transporte fiable se utiliza para garantizar la entrega de comunicaciones EIGRP entre enrutadores.
• Máquinas de estados finitos DUAL cada anuncio de estado rastrea los enlaces de los enrutadores vecinos y se usa para evitar bucles.
• Módulos dependientes del protocolo funciona para manejar la capa de red, los requisitos del protocolo. (es decir, extrae y formatea la información de un paquete EIGRP para que la procesen otros componentes).

Convergencia

El objetivo de todos los protocolos de enrutamiento es la convergencia. Convergencia Ocurre cuando se almacena toda la información de enrutamiento y todos los enrutadores acuerdan la mejor manera de reenviar los paquetes de datos.

Las clasificaciones de convergencia de mejor a peor incluyen: Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior mejorado (EIGRP), Abrir primero la ruta más corta (OSPF), Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior (IGRP) y Enrutamiento de protocolo de información (RIP).

La convergencia es otro factor importante Duración administrativa. Este es el número asignado al protocolo utilizado. Cuanto menor sea el número de administrador, más fiable será el protocolo.

Solución de problemas del enrutador/conmutador

Revise los siguientes problemas de solución de problemas que pueden ocurrir con enrutadores/conmutadores.

• El bucle conmutado (STP) evita que se transmitan datos. Las inundaciones pueden provocar bucles de conmutación, donde los datos se transmiten a cada puerto.
• Los cables defectuosos o inadecuados conectados a un conmutador o enrutador pueden provocar una mala conexión, incapaz de transmitir datos.
• Los puertos e interfaces mal configurados no pueden transmitir datos.
• Los switches con puertos configurados como VLAN deben asignarse correctamente para que los sistemas/hosts en esas VLAN se comuniquen.
• A falla eléctrica la red se apagará hasta que un generador eléctrico pueda restablecer la energía o hasta que se restablezca el servicio.
• Enrutador con un camino equivocado o perdido puede resultar en retrasos o falta de entrega de datos.
• Los agujeros negros MTU y MUT son incompatibles se produce cuando los paquetes de datos superan la MTU predeterminada o modificada de su red. Cuando los paquetes de datos se envían a través de las redes, se establece una MTU, si el paquete de datos no se fragmenta, no se reenviará a su destino. Cuando un enrutador procesa un paquete de datos que excede la MTU de la red, envía un mensaje ICMP de "destino inalcanzable" al host emisor. Si el mensaje no se devuelve al host emisor o si un cortafuegos en la red del remitente lo bloquea, es posible que se descarte el paquete de datos. Esto provoca lo que se llama un agujero negro.
• Módulos defectuosos esta señal de fibra óptica oculta en la señal eléctrica puede provocar la pérdida de datos. (es decir, Gigabit Interface Converter (GBIC) y Small Form factor Pluggable (SFP) son complementos de enrutador CISCO que se utilizan para convertir señales).
• Máscara de subred incorrecta puede causar problemas de comunicación y evitar el descubrimiento del host de la red.
• Dirección de puerta de enlace incorrecta se evitará el envío de datos entre redes.
• Direcciones IP duplicadas evitará que el host acceda a la red.
• Cuando tenga problemas para resolver un nombre de host (es decir, server1.collin.edu) en una red, DNS podría estar caído o mal configurado.

Resumen

En esta lección, aprendió que todos los requisitos de la red deben revisarse al instalar una red y luego compararse con las limitaciones ambientales y del equipo.

También obtuvo una comprensión de la conmutación y el enrutamiento y cómo desempeñan un papel fundamental para garantizar que los datos lleguen desde el origen hasta el destino. La configuración adecuada de conmutadores y enrutadores ayuda a optimizar el rendimiento de la red.

Finalmente, solución de problemas comunes en la guía de ayuda de la red y detección de problemas. Para obtener más información sobre la revisión de enrutamiento: El manual de la tecnología de funcionamiento de Internet gratis, y Vinculado: Enciclopedia de enrutamiento de Internet.