Conmutación LAN e inalámbrica: 2. Conceptos básicos y configuración de un switch

1. Redes Ethernet IEEE 802.3
a. Tecnología de acceso múltiple por detección de portadora (Carrier Sense Multiple
Access) y detección de colisiones (Collision Detection):
I. CSMA: antes de transmitir un dispositivo escucha si otro dispositivo está
transmitiendo (señal cuadrada portadora). Si algún dispositivo transmite
espera un tiempo aleatoria antes de reiniciar el proceso CSMA. En caso ,
transmite la trama al medio.
II. CD: una vez transmitida la trama al medio está puede colisionar con otra
trama de otro dispositivo que está transmitiendo al mismo tiempo. En este
caso, los dispositivos transmisores acaban de enviar la trama por completo
para que el resto de dispositivos de la red, que están en modo escucha,
Conceptos básicos y configuración del switch Francesc Pérez Fdez.
para que el resto de dispositivos de la red, que están en modo escucha,
detecten la colisión. Después, los dispositivos transmisores envían una señal
de congestión para que el resto de dispositivos junto con los transmisores
invoquen un algoritmo de postergación para reanudar el proceso CSMA/CD.
Las tramas colisionadas son destruidas y se necesita de un protocolo de capa
superior como TCP para que la trama sea retransmitida. Ethernet no
incorpora mecanismo de retransmisión de trama y sí de detección de errores
sin corrección de errores.
b. Soporta comunicaciones:
I. Unicast: sólo un emisor y un receptor. Los switches utilizan la información
MAC_ORIGEN de la trama para crear sus tablas de conmutación que servirán
para tomar decisiones en el reenvío de tramas.

b. Soporta comunicaciones:
II. Broadcast: un emisor y todos los receptores. Un ejemplo de transmisión
broadcast es la consulta de resolución de direcciones que envía el protocolo
de resolución de direcciones (ARP, Address Resolution Protocol) a todas las
computadoras en una LAN. Los protocolos HTTP, SMTP, FTP y telnet utilizan
tramas unicast.
III. Multicast: un emisor y varios receptores. Los clientes de la transmisión
multicast deben ser miembros de un grupo multicast lógico para poder
recibir la información. Un ejemplo de transmisión multicast son las
transmisiones de voz y video relacionadas con las reuniones de negocios en
transmisiones de voz y video relacionadas con las reuniones de negocios en
conferencia basadas en la red.
IV. Dirección MAC: está divida en dos grupos de 6 bytes. El primer grupo
representa el Object Unique Identifier que identifica al fabricante de la
tarjeta NIC. Dentro del OUI existen dos bits con significado cuando se
utilizan en la dirección destino y sirven para indicar si la trama es multicast
/broadcast (FFF.FFF.FFF.FFF) o para indicar si la dirección destino puede ser
modificada por software (no BIA). El segundo grupo identifica la tarjeta de
red. No pueden existir en una misma LAN tarjetas NIC con la misma MAC.

c. Trama Ethernet (TIPO: Ethernet II, LONGITUD: 802.3)

d. Método de acceso:
I. Half-dúplex: el envío y la recepción de datos no se producen al mismo
tiempo. La comunicación half-duplex implementa el CSMA/CD con el objeto
de reducir las posibilidades de que se produzcan colisiones y detectarlas en
caso de que se presenten. Las comunicaciones half-duplex presentan
problemas de funcionamiento debido a la constante espera. Los segmentos
half-dúplex están formados por hub o topologías de bus.
II. Full-dúplex: la información puede enviarse y recibirse al mismo tiempo. La
capacidad bidireccional mejora el rendimiento, dado que reduce el tiempo
de espera entre las transmisiones. El proceso de detección de colisiones (CD)
de espera entre las transmisiones. El proceso de detección de colisiones (CD)
se encuentra desactivado. Los segmentos full-dúplex están formados por
switches.
e. Tabla de conmutación de un switch: un switch necesita una tabla de conmutación
para poder tomar decisiones en el reenvío de tramas. El switch lee la
MAC_ORIGEN de cada trama que entra en él a través de un puerto, asocia la
MAC_ORIGEN al puerto de entrada y almacena esta información en la tabla de
conmutación. Cuando el switch reciba una trama con destino la MAC_ORIGEN
anterior el switch sabrá por qué puerto reenviar la trama.

d. Tabla de conmutación de un switch
I. PCs y SWITCH sin tablas ARP y de conmutación respectivamente: los PCS
necesitan saber la relación entre la IP_destino y la MAC_destino para formar
la trama Ethetnet. De esto se encarga el protocolo ARP. Para ver la tabla ARP
de un PC en modo consola introducir el comando (arp –a).
En el ejemplo:
- PC1 quiere hacer un PING a PC2: conoce la IP_PC2
- PC1 no conoce la dirección MAC_PC2
- El protocolo ARP desde PC1 solicita la resolución ARP enviando una
- El protocolo ARP desde PC1 solicita la resolución ARP enviando una
trama ethernet broadcast
- El switch reenvía por todos sus puertos la trama broadcast excepto por
el que la recibió. El switch almacena la información acerca de cómo
llegar a PC1.
- De todos los dispositivos conectados al switch, el PC2 contestaría a la
petición ARP. El switch almacena la información acerca de cómo llegar a
PC1.
- PC1 podría formar la trama Ethernet y el PING se ejecutaría.
- Si PC1 necesita conectarse con PC2 ya no será necesario ejecutar el
protocolo ARP para resolver las direcciones IP a MAC porque cada
estación guarda una asociación en su tabal ARP.

d. Tabla de conmutación de un switch
I. PCs y SWITCH sin tablas ARP y de conmutación respectivamente

e. Dominio de broadcast o difusión y dominio de colisión: en la imagen se muestra
un entorno LAN con un único dominio de difusión y cuatro dominios de colisión.
Los routers aumentan los dominios de difusión pero los hace más pequeñoos y los
switches aumentan en número de dominios de colisón pero los hace más
pequeños solucionando así los problemas de congestión y latencia en la red.

f. Métodos de reenvío de tramas:
I. Conmutación por almacenamiento y envío: el switch no reenvía la trama
hasta recibirla totalmente. Verifica el campo CRC, comprueba su integridad, y
reenvía la trama después de consultar la tabla de conmutación. Es la
conmutación más lenta pero la que garantiza una comunicación sin errores.
II. Conmutación por método de corte: el switch reenvía la trama una vez
recibido el campo de MAC_destino sin esperar a su total recepción. No
verifica el campo CRC y reenvía la trama después de consultar la tabla de
conmutación. Es la conmutación más rápida pero no garantiza una
conmutación. Es la conmutación más rápida pero no garantiza una
comunicación sin errores.
III. Conmutación libre de fragmentos: el switch almacena los primeros 64 bytes
de la trama antes de reenviarla. Este tipo de conmutación puede ser vista
como un acuerdo entre la conmutación por almacenamiento y envío y la
conmutación por método de corte. El motivo por el cual la conmutación libre
de fragmentos almacena sólo los primeros 64 bytes de la trama es que la
mayoría de los errores y las colisiones de la red se producen en esos
primeros 64 bytes.
IV. Algunos switches se configuran para realizar una conmutación por método
de corte por puerto hasta llegar a un umbral de error definido por el usuario
y luego cambian la conmutación al modo de almacenar y reenviar.

g. Conmutación simétrica o asimétrica:
I. Simétrica: en un switch simétrico, todos los puertos cuentan con el mismo
ancho de banda. La conmutación simétrica se ve optimizada por una carga de
tráfico distribuida de manera uniforme, como en un entorno de escritorio
entre pares.
II. Asimétrica: la conmutación asimétrica permite un mayor ancho de banda
dedicado al puerto de conmutación del servidor para evitar que se produzca
un cuello de botella. Esto brinda una mejor calidad en el flujo de tráfico,
donde varios clientes se comunican con un servidor al mismo tiempo. El
donde varios clientes se comunican con un servidor al mismo tiempo. El
método de reenvío siempre es por almacenamiento y reenvío.

h. Buffers de memoria: el switch analiza parte del paquete o su totalidad antes de
reenviarlo al host de destino mediante el método de reenvío. El switch almacena
el paquete en un búfer de memoria durante un breve período. Utilizan dos tipos
de búferes de memoria durante el reenvío. El almacenamiento en buffers también
puede utilizarse cuando el puerto de destino está ocupado debido a una
congestión.

i. Switches multicapas y routers: un switch LAN de Capa 2 lleva a cabo los procesos
de conmutación y filtrado basándose solamente en la dirección MAC de la Capa
de enlace de datos (Capa 2) del modelo OSI. El switch de Capa 2 es
completamente transparente para los protocolos de la red y las aplicaciones del
usuario. Un switch de Capa 3, funciona de modo similar a un switch de Capa 2,
pero en lugar de utilizar sólo la información de las direcciones MAC de la Capa 2
para determinar los envíos, el switch de Capa 3 puede también emplear la
información de la dirección IP.

2. Secuencia de arranque de un switch

3. Configuración acceso local – puerto de consola

4. Configuración acceso remoto – puertos vty

5. Configuración contraseñas en modo privilegiado
6. Configurar dúplex y velocidad

7. Configuración acceso remoto web

8. Comandos SHOW
9. Comandos copias de respaldo

10. Comandos de restauración
11. Configuración de contraseñas encriptadas

12. Recuperación de la contraseña de enable
Paso 1. Conecte un terminal o PC, con el software de emulación de terminal, al puerto
de consola del switch.
Paso 2. Establezca la velocidad de línea del software de emulación en 9600 baudios.
Paso 3. Apague el switch. Vuelva a conectar el cable de alimentación al switch y, en no
más de 15 segundos, presione el botón Mode mientras la luz verde del LED del sistema
esté parpadeando. Siga presionando el botón Mode hasta que el LED del sistema
cambie al color ámbar durante unos segundos y luego a verde en forma permanente.
Suelte el botón Mode.
Paso 4. Inicialice el sistema de archivos Flash a través del comando flash_init.
Paso 4. Inicialice el sistema de archivos Flash a través del comando flash_init.
Paso 5. Cargue archivos helper mediante el comando load_helper.
Paso 6. Visualice el contenido de la memoria Flash a través del comando dir flash:
Paso 7. Cambie el nombre del archivo de configuración por config.text.old, que
contiene la definición de la contraseña, mediante el comando rename flash:config.text
flash:config.text.old.
Paso 8. Reinicie el sistema con el comando boot.
Paso 9. Se solicitará que ejecute el programa de configuración inicial. Ingrese N ante la
solicitud y luego cuando el sistema pregunte si desea continuar con el diálogo de
configuración, ingrese N.
Paso 10. Ante la indicación de switch, ingrese al modo EXEC privilegiado por medio del
comando enable.

12. Recuperación de la contraseña de enable
Paso 11. Cambie el nombre del archivo de configuración y vuelva a colocarle el nombre
original mediante el comando rename flash:config.text.old flash:config.text.
Paso 12. Copie el archivo de configuración en la memoria a través del comando copy
flash:config.text system:running-config.
Paso 13. Ingrese al modo de configuración global mediante el comando configure
terminal.
Paso 14. Cambie la contraseña mediante el comando enable secret contraseña.
Paso 15. Regrese al modo EXEC privilegiado mediante el comando exit.
Paso 16. Escriba la configuración en ejecución en el archivo de configuración de inicio
Paso 16. Escriba la configuración en ejecución en el archivo de configuración de inicio
mediante el comando copy running-config startup-config.
Paso 17. Vuelva a cargar el switch mediante el comando reload.
El procedimiento de recuperación de contraseña puede variar según la serie del switch
de Cisco. Por lo tanto, deberá consultar la documentación pertinente al producto antes
de intentar recuperar una contraseña.

13. Configuración Mensaje del Día
14. Configuración telnet y ssh

15. Configuración Seguridad de puertos

15. Deshabilitar los puertos en desuso:
Se puede deshabilitar uno a uno en modo de configuración de interfaz con el comando
shutdown o utilizando el comando en modo configuración global interface range

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