Temario VI

1. Keeplives

Definición: Los keeplives son mensajes periódicos enviados entre dispositivos de red para verificar que una conexión o enlace sigue activo y funcional. En protocolos de red o configuraciones de interfaces (como en switches o routers Cisco), los keeplives confirman la operatividad de un enlace o sesión, detectando fallos si no se recibe respuesta en un tiempo establecido.

• Función: Mantener la estabilidad de conexiones, como en protocolos de enrutamiento (e.g., OSPF, EIGRP) o interfaces físicas/virtuales. Si los keeplives fallan, el dispositivo puede cerrar la conexión o marcar la interfaz como inactiva.
• Configuración en Cisco: En interfaces seriales o Ethernet, el comando keepalive <segundos> define el intervalo de envío (típicamente 10 segundos). Por ejemplo, keepalive 5 envía mensajes cada 5 segundos.
• Ejemplo: En un enlace WAN entre dos routers Cisco, los keeplives aseguran que, si un enlace físico falla, el router detecta la caída y actualiza la tabla de enrutamiento para evitar enviar paquetes a un enlace inactivo.
• Detalles Técnicos: En protocolos como PPP o HDLC, los keeplives son parte del protocolo de capa de enlace. Si no se reciben respuestas, el estado de la interfaz pasa a "down". En switches, los keeplives pueden usarse en VLANs o enlaces troncales (trunks).

2. Show Interface

Definición: El comando show interface en dispositivos de red (especialmente Cisco IOS) muestra información detallada sobre el estado, configuración y estadísticas de tráfico de una interfaz específica (e.g., Ethernet, Serial, VLAN). Es una herramienta clave para monitoreo y resolución de problemas.

• Información Mostrada:
  • Estado de la interfaz (up/up, up/down, down/down).
  • Dirección MAC, dirección IP (si aplica).
  • Estadísticas de paquetes (enviados/recibidos), errores (CRC, runt, giants), colisiones, etc.
  • Configuración: Velocidad, dúplex, MTU, ancho de banda.
• Ejemplo: Ejecutar show interface GigabitEthernet0/0 en un router Cisco muestra si la interfaz está activa, la cantidad de paquetes enviados/recibidos y errores como colisiones o CRC. Por ejemplo: textGigabitEthernet0/0 is up, line protocol is up Hardware is Gigabit Ethernet, address is 0012.3456.789a MTU 1500 bytes, BW 1000000 Kbit, DLY 10 usec Input errors: 5 CRC, 2 frame, 0 overrun, 0 ignored
• Detalles Técnicos: Útil para diagnosticar problemas como interfaces caídas, configuraciones incorrectas de dúplex o errores de transmisión. Variantes incluyen show interfaces status (resumen) o show interfaces counters errors (solo errores).

3. Shutdown

Definición: El comando shutdown en dispositivos de red (e.g., Cisco IOS) desactiva administrativamente una interfaz, deteniendo todo el tráfico en ella. Es reversible con el comando no shutdown. Se usa para mantenimiento, pruebas o para aislar problemas en la red.

• Uso: Ejecutado en modo de configuración de interfaz (interface <nombre>). Ejemplo: interface GigabitEthernet0/1 seguido de shutdown.
• Ejemplo: Un administrador ejecuta shutdown en la interfaz GigabitEthernet0/1 de un switch para deshabilitarla temporalmente mientras reconfigura una VLAN, evitando tráfico no deseado. Luego, usa no shutdown para reactivarla.
• Detalles Técnicos: Una interfaz en estado "shutdown" aparece como "administratively down" en show interface. No envía ni recibe paquetes, pero conserva su configuración. Es común en interfaces no utilizadas para mejorar la seguridad.

4. Runt Frames

Definición: Los runt frames son tramas Ethernet que son más cortas que el tamaño mínimo permitido (64 bytes, incluyendo encabezado y CRC). Suelen indicar problemas en la transmisión, como colisiones, configuraciones incorrectas o fallos de hardware.

• Causa: Colisiones en redes half-duplex, cables defectuosos, NICs (tarjetas de interfaz de red) con fallos o configuraciones de MTU incorrectas.
• Ejemplo: En una red Ethernet half-duplex, un runt frame puede generarse si dos dispositivos transmiten simultáneamente, causando una colisión que trunca la trama. En show interface, se reportan como "runts".
• Detalles Técnicos: Los runts son descartados por switches/routers, incrementando el contador de errores de entrada. Soluciones incluyen verificar cables, cambiar a full-duplex o reemplazar hardware defectuoso.

5. Giants

Definición: Los giant frames son tramas Ethernet que exceden el tamaño máximo permitido (1518 bytes en Ethernet estándar, sin incluir jumbo frames). Pueden ser causados por configuraciones incorrectas, como un MTU excesivo, o errores en la NIC.

• Causa: Configuración de MTU incompatible, aplicaciones que generan paquetes grandes o fallos en el software/hardware.
• Ejemplo: Una aplicación envía un paquete de 2000 bytes en una red configurada para MTU 1500, generando un giant frame. El switch lo descarta y lo registra en show interface como "giants".
• Detalles Técnicos: En redes que soportan jumbo frames (hasta 9000 bytes), los giants son menos comunes, pero requieren configuración explícita en todos los dispositivos. Solución: Ajustar MTU o verificar aplicaciones.

6. Errores CRC (Cyclic Redundancy Check)

Definición: Los errores CRC ocurren cuando el valor de verificación de redundancia cíclica (CRC) en una trama Ethernet no coincide con el calculado por el receptor, indicando corrupción de datos. El CRC es un campo en la trama Ethernet usado para detectar errores.

• Causas: Interferencia electromagnética (EMI), cables defectuosos, conectores sueltos, configuraciones de dúplex incompatibles o fallos en la NIC.
• Ejemplo: En una red con un cable UTP dañado, las tramas llegan corruptas, incrementando el contador de errores CRC en show interface. Solución: Reemplazar el cable o verificar conectores.
• Detalles Técnicos: Los errores CRC son comunes en entornos ruidosos (e.g., cerca de motores). Monitoreo mediante show interface y herramientas como certificadores Fluke. Mitigación: Usar cables blindados (STP) o fibra óptica.

7. Datagrama

Definición: Un datagrama es una unidad básica de datos en la capa de red (nivel 3 del modelo OSI), enviada de forma independiente sin garantía de entrega o secuenciación, como en el protocolo IP. A diferencia de los paquetes en protocolos orientados a conexión (e.g., TCP), los datagramas son "sin conexión" (connectionless).

• Características: No requiere establecimiento de sesión, usado en protocolos como UDP o IP.
• Ejemplo: En streaming de video vía UDP, los datagramas transportan fragmentos de video. Si se pierde un datagrama, el video puede continuar sin retransmisión.
• Detalles Técnicos: En IPv4/IPv6, los datagramas incluyen encabezados con información como dirección fuente/destino. Máximo tamaño: 65,535 bytes (limitado por MTU en la práctica).

8. NIC (Network Interface Card)

Definición: La NIC, o tarjeta de interfaz de red, es un componente físico o lógico que conecta un dispositivo (PC, servidor, router) a una red. Proporciona una interfaz física (e.g., puerto Ethernet) y maneja la transmisión/recepción de datos en la capa de enlace (nivel 2 OSI).

• Tipos: Ethernet (RJ45), WiFi, fibra óptica. Puede ser integrada (en placa base) o dedicada (PCIe).
• Ejemplo: Una NIC Gigabit Ethernet en un PC convierte paquetes IP en tramas Ethernet para conectarse a un switch. Si falla, puede causar errores como runts o CRC.
• Detalles Técnicos: Soporta velocidades (100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps), dúplex y autonegociación. Dirección MAC única identifica la NIC.

9. Collisions

Definición: Las colisiones ocurren en redes Ethernet half-duplex cuando dos dispositivos intentan transmitir datos simultáneamente en el mismo medio, causando interferencia y pérdida de tramas. Se gestionan mediante el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).

• Causa: Uso de hubs (en lugar de switches) o configuraciones half-duplex.
• Ejemplo: En una red antigua con un hub Ethernet, dos PCs enviando datos al mismo tiempo generan una colisión, detectada por CSMA/CD, que fuerza retransmisiones.
• Detalles Técnicos: Las colisiones incrementan el contador en show interface. En redes modernas con switches y full-duplex, son raras. Solución: Usar switches y full-duplex.

10. Late Collisions

Definición: Las late collisions son colisiones detectadas después de los primeros 64 bytes de una trama Ethernet, lo que indica problemas más graves que las colisiones normales. No pueden manejarse eficazmente con CSMA/CD, resultando en pérdida de datos.

• Causas: Configuraciones de dúplex incompatibles (e.g., un lado en half-duplex, otro en full-duplex), cables demasiado largos o fallos de hardware.
• Ejemplo: Un switch configurado en full-duplex conectado a un dispositivo en half-duplex genera late collisions, visibles en show interface. Solución: Forzar el mismo modo dúplex en ambos extremos.
• Detalles Técnicos: Indican problemas serios que requieren intervención inmediata. Monitoreo mediante herramientas de análisis de red.

11. Duplex

Definición: El modo duplex define cómo fluye el tráfico en una conexión de red. Hay dos tipos:

• Half-Duplex: Los dispositivos envían y reciben datos, pero no simultáneamente (como un walkie-talkie). Propenso a colisiones.
• Full-Duplex: Permite enviar y recibir datos simultáneamente, duplicando el ancho de banda efectivo. Usado en switches modernos.
• Autonegociación: Los dispositivos acuerdan automáticamente velocidad y dúplex (e.g., 1000 Mbps full-duplex).
• Ejemplo: Una conexión Gigabit Ethernet entre un PC y un switch configurada en full-duplex permite transferencias bidireccionales de 1 Gbps sin colisiones.
• Detalles Técnicos: Configurable en Cisco con duplex full o duplex half. Incompatibilidades causan errores como late collisions o CRC.

12. Broadcast

Definición: Un broadcast es un tipo de transmisión de red donde un paquete se envía a todos los dispositivos en una red o subred. En Ethernet, se usa la dirección MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF. Es común en protocolos como ARP o DHCP.

• Uso: Descubrimiento de dispositivos (ARP para resolver direcciones IP a MAC) o anuncios (DHCP para asignar IPs).
• Ejemplo: Un PC envía un mensaje ARP broadcast para encontrar la MAC de un servidor en la misma VLAN. Todos los dispositivos reciben y procesan el paquete.
• Detalles Técnicos: Los broadcasts consumen ancho de banda y pueden causar tormentas (broadcast storms) si no se controlan (e.g., con VLANs o STP). Limitados por dominios de broadcast (subredes).

13. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

Definición: EIGRP es un protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGP) desarrollado por Cisco, basado en vector de distancia mejorado con características de estado de enlace. Utiliza el algoritmo DUAL (Diffusing Update Algorithm) para calcular rutas óptimas, ofreciendo convergencia rápida y eficiencia.

• Características:
  • Soporta IPv4 e IPv6.
  • Usa métricas compuestas (ancho de banda, retardo, carga, confiabilidad, MTU).
  • Establece relaciones de vecindad mediante keeplives (mensajes Hello).
  • Soporta balanceo de carga desigual y autenticación.
• Ejemplo: En una red empresarial, EIGRP se configura en routers para enrutar tráfico entre oficinas. Si un enlace falla, DUAL recalcula rutas en milisegundos, minimizando interrupciones.
• Configuración en Cisco: textrouter eigrp 100 network 192.168.1.0 0.0.0.255 no auto-summary
• Detalles Técnicos: Usa keeplives (Hello packets, por defecto cada 5 segundos) para mantener vecindades. Escalable para redes grandes, con menor sobrecarga que OSPF en ciertos casos.

  14. Cisco Balanceo de Cargas

  Definición: El balanceo de cargas (load balancing) en dispositivos Cisco se refiere a la distribución equitativa o proporcional del tráfico de red a través de múltiples enlaces, rutas o recursos para optimizar el uso del ancho de banda, mejorar la redundancia y evitar la saturación de un solo enlace. En Cisco, el balanceo de cargas puede implementarse en protocolos de enrutamiento (como EIGRP o OSPF), en configuraciones de switches (como EtherChannel) o en dispositivos de capa superior (como balanceadores de carga dedicados). En el contexto de Redes de Datos II, nos enfocaremos en el balanceo de cargas en enrutamiento (EIGRP) y en switches (EtherChannel).

  Tipos de Balanceo de Cargas

  • Por Ruta (Routing-Based): Protocolos como EIGRP permiten distribuir tráfico entre múltiples rutas hacia un destino, usando métricas para decidir. EIGRP soporta balanceo igual (equal-cost) y desigual (unequal-cost).
  • Por Enlace (EtherChannel): Agrupa múltiples interfaces físicas (puertos) en un enlace lógico para aumentar el ancho de banda y permitir balanceo de tráfico.
  • Por Paquete o Por Flujo: Puede ser per-packet (cada paquete usa una ruta distinta) o per-flow (paquetes del mismo flujo usan la misma ruta para evitar desorden).

  Configuración en EIGRP (Balanceo de Rutas)

  EIGRP soporta balanceo de cargas igual (equal-cost) automáticamente y desigual (unequal-cost) con el comando variance. Ejemplo:

  textRouter(config)# router eigrp 100 Router(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 Router(config-router)# variance 2 Router(config-router)# maximum-paths 4

  • Explicación:
    • variance 2: Permite incluir rutas con una métrica hasta 2 veces peor que la mejor ruta.
    • maximum-paths 4: Permite hasta 4 rutas para balanceo (por defecto, 4; máximo, 16).
  • Ejemplo: Un router con dos enlaces WAN (uno de 100 Mbps, otro de 50 Mbps) distribuye tráfico a una subred remota. Con variance 2, EIGRP usa ambos enlaces, enviando más tráfico al de mayor capacidad.

  Configuración en EtherChannel (Balanceo en Switches)

  EtherChannel combina múltiples puertos físicos en un enlace lógico. Ejemplo para dos puertos GigabitEthernet:

  textSwitch(config)# interface range GigabitEthernet0/1 - 2 Switch(config-if-range)# channel-group 1 mode active Switch(config-if-range)# exit Switch(config)# interface Port-channel1 Switch(config-if)# switchport mode trunk Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20

  • Explicación:
    • channel-group 1 mode active: Crea un EtherChannel usando LACP (Link Aggregation Control Protocol).
    • Port-channel1: Interfaz lógica que agrupa los puertos físicos.
  • Balanceo de Carga: Configurable con: textSwitch(config)# port-channel load-balance src-dst-ip
    • Opciones: src-dst-ip (basado en IPs fuente/destino), src-dst-mac, etc.
  • Ejemplo: Dos switches conectados por un EtherChannel de 2 puertos GigabitEthernet (2 Gbps total) distribuyen tráfico de múltiples VLANs, evitando saturación.

  Detalles Técnicos

  • EIGRP: Usa métricas compuestas (ancho de banda, retardo, etc.) para decidir cómo distribuir tráfico. Unequal-cost load balancing es único de EIGRP.
  • EtherChannel: Soporta hasta 8 puertos activos por grupo. Protocolos de negociación: LACP (estándar) o PAgP (propietario de Cisco).
  • Monitoreo: Usa show etherchannel summary o show ip eigrp topology para verificar el balanceo.

  Ejemplo Práctico

  Una empresa con dos routers conectados a una oficina remota usa EIGRP para balancear tráfico entre un enlace de fibra (100 Mbps) y un enlace DSL (50 Mbps). Configurando variance 2, el tráfico se distribuye proporcionalmente, mejorando el rendimiento.

  15. Configuración Básica del Switch

  Definición: La configuración básica de un switch implica establecer los parámetros iniciales para que el dispositivo sea funcional en una red, permita su administración remota, garantice seguridad básica y cumpla con los requisitos operativos. Esto incluye configurar el nombre del dispositivo, contraseñas, direcciones IP para gestión, VLANs básicas y medidas de seguridad iniciales.

  Pasos de Configuración (Cisco IOS)

  1. Acceso al Modo de Configuración: textSwitch> enable Switch# configure terminal
  2. Configurar Nombre del Switch: textSwitch(config)# hostname SW1 SW1(config)#
  3. Configurar Contraseña para Modo Privilegiado: textSW1(config)# enable secret cisco123
  4. Configurar Contraseña para Consola: textSW1(config)# line console 0 SW1(config-line)# password console123 SW1(config-line)# login SW1(config-line)# exit
  5. Configurar Acceso por Telnet/SSH: textSW1(config)# line vty 0 4 SW1(config-line)# password telnet123 SW1(config-line)# login SW1(config-line)# exit Para SSH (más seguro): textSW1(config)# ip domain-name example.com SW1(config)# crypto key generate rsa (Elegir longitud de clave, e.g., 2048 bits) SW1(config)# line vty 0 4 SW1(config-line)# transport input ssh SW1(config-line)# login local SW1(config-line)# exit SW1(config)# username admin secret sshpass123
  6. Configurar VLAN de Gestión y Dirección IP: textSW1(config)# vlan 10 SW1(config-vlan)# name MANAGEMENT SW1(config-vlan)# exit SW1(config)# interface vlan 10 SW1(config-if)# ip address 192.168.10.2 255.255.255.0 SW1(config-if)# no shutdown SW1(config-if)# exit
  7. Configurar Puerta de Enlace Predeterminada: textSW1(config)# ip default-gateway 192.168.10.1
  8. Habilitar Registro Síncrono (para evitar interrupciones en la consola): textSW1(config)# line console 0 SW1(config-line)# logging synchronous SW1(config-line)# exit
  9. Guardar Configuración: textSW1# write memory

  Ejemplo Práctico

  Un administrador configura un switch Cisco Catalyst 2960 para una red de oficina. Asigna el nombre "SW-Oficina1", configura una VLAN de gestión (VLAN 10) con IP 192.168.10.2, habilita SSH para acceso remoto seguro y establece una puerta de enlace predeterminada al router (192.168.10.1). Esto permite gestionar el switch desde una estación de trabajo remota.

  Detalles Técnicos

  • VLAN 1: Por defecto, todas las interfaces están en VLAN 1. Es buena práctica usar otra VLAN (e.g., VLAN 10) para gestión por seguridad.
  • Seguridad: Habilitar SSH en lugar de Telnet evita que las credenciales viajen en texto plano.
  • Comandos de Verificación:
    • show running-config: Muestra la configuración actual.
    • show vlan brief: Verifica VLANs configuradas.
    • show ip interface brief: Confirma estado e IP de interfaces.

  16. Configuración de los Puertos del Switch

  Definición: La configuración de los puertos del switch implica definir el comportamiento de cada puerto físico o lógico (e.g., FastEthernet, GigabitEthernet) para cumplir con los requisitos de la red. Esto incluye configurar el modo de operación (acceso o troncal), VLANs, velocidad, dúplex, seguridad de puertos y agregación de enlaces (EtherChannel).

  Pasos de Configuración (Cisco IOS)

  1. Configurar Puerto de Acceso (Access Port): Usado para conectar dispositivos finales (PCs, teléfonos IP). textSW1(config)# interface GigabitEthernet0/1 SW1(config-if)# switchport mode access SW1(config-if)# switchport access vlan 20 SW1(config-if)# description PC1 SW1(config-if)# no shutdown SW1(config-if)# exit
     • Explicación: Asigna el puerto a VLAN 20 y lo configura como acceso (solo una VLAN).
  2. Configurar Puerto Troncal (Trunk Port): Usado para conectar switches o routers, transportando múltiples VLANs. textSW1(config)# interface GigabitEthernet0/2 SW1(config-if)# switchport mode trunk SW1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30 SW1(config-if)# description TRUNK-TO-SW2 SW1(config-if)# no shutdown SW1(config-if)# exit
     • Explicación: Configura el puerto como troncal, permitiendo solo VLANs 10, 20 y 30.
  3. Configurar Velocidad y Dúplex: textSW1(config)# interface GigabitEthernet0/3 SW1(config-if)# speed 1000 SW1(config-if)# duplex full SW1(config-if)# no shutdown SW1(config-if)# exit
     • Explicación: Forza 1 Gbps y full-duplex (evita autonegociación para mayor control).
  4. Configurar Seguridad de Puerto (Port Security): Limita acceso no autorizado restringiendo direcciones MAC. textSW1(config)# interface GigabitEthernet0/4 SW1(config-if)# switchport mode access SW1(config-if)# switchport access vlan 20 SW1(config-if)# switchport port-security SW1(config-if)# switchport port-security maximum 2 SW1(config-if)# switchport port-security mac-address sticky SW1(config-if)# switchport port-security violation shutdown SW1(config-if)# no shutdown SW1(config-if)# exit
     • Explicación: Limita el puerto a 2 MACs aprendidas dinámicamente, desactivando el puerto si se viola la regla.
  5. Configurar EtherChannel (Opcional): Ver sección de balanceo de cargas para detalles. Ejemplo breve: textSW1(config)# interface range GigabitEthernet0/5 - 6 SW1(config-if-range)# channel-group 2 mode active SW1(config-if-range)# exit SW1(config)# interface Port-channel2 SW1(config-if)# switchport mode trunk

  Ejemplo Práctico

  En una red de campus, un switch Cisco Catalyst 3650 tiene:

  • Puertos 0/1-0/10 como acceso en VLAN 20 para PCs de estudiantes.
  • Puerto 0/11 como troncal hacia otro switch, transportando VLANs 10 (gestión), 20 (estudiantes) y 30 (profesores).
  • Puerto 0/12 con seguridad de puerto para un servidor, limitado a una MAC específica.
  • Puertos 0/13-0/14 en un EtherChannel para un enlace de 2 Gbps a un switch central.

  Detalles Técnicos

  • Modos de Puerto:
    • Access: Para un solo VLAN, ideal para dispositivos finales.
    • Trunk: Para múltiples VLANs, usado entre switches o hacia routers.
    • Dynamic Auto/Desirable: Para negociación automática (DTP, Dynamic Trunking Protocol).
  • Seguridad: Port security previene ataques como MAC flooding.
  • Comandos de Verificación:
    • show interfaces status: Estado, VLAN y modo de puertos.
    • show port-security: Detalles de seguridad.
    • show etherchannel summary: Estado de EtherChannel.
    • show spanning-tree: Verifica VLANs y prevención de bucles.