Práctica 6: OSPF de Área Única

Practica 6: OSPF Área Única

Alumno: Humberto Arévalo Casillas

Objetivo: Armar y configurar una red para comprobar el funcionamiento del protocolo OSPF

• Marco Teórico

Protocolo OSPF

OSPF es un protocolo de enrutamiento sin clase y de estado del enlace, cuya versión actual para IPv4 es la OSPFv2 descrita en la RFC 2328. Entre sus características básicas habría que destacar las siguientes: 

• Sus mensajes se encapsulan en un paquete IP con indicador de protocolo 89. 

• La dirección de destino se establece para una de dos direcciones multicast: 224.0.0.5 ó 224.0.0.6. Si el paquete OSPF se encapsula en una trama de Ethernet, la dirección MAC de destino es también una dirección multicast: 01-00-5E-00-00-05 o 01-00-5E-00-00-06.

• Tiene asignada una distancia administrativa de 110 

Existen cinco tipos de paquetes OSPF: 

• Paquete Hello. Se utiliza para mantener activa la conexión OSPF con otros routers adyacentes 

• Paquete DBD (DataBase Description). Contiene información de la base de datos del router que lo emite acerca del estado de los enlaces locales a este. 

• Paquete LSR (Link-State Request). Es una solicitud de información sobre cualquier entrada de la base de datos de estado del enlace. 

• Paquete LSU (Link-State Update). Es una respuesta a las peticiones LSR y contiene diferentes tipos de notificaciones sobre el estado del enlace, LSA (Link-State Advertisement). 

• Paquete LSAck (Link-State acknowledgment). Es un acuse de recibo de un paquete LSU. 

Cada router OSPF mantiene una base de datos de link-state que contiene las LSA recibidas por parte de todos los demás routers. Una vez que un router recibió todas las LSA y creó su base de datos de link-state local, OSPF utiliza el algoritmo SPF (primero el camino más corto, Shortest Path First) de Dijkstra para crear un árbol SPF. El árbol SPF luego se utiliza para completar la tabla de enrutamiento IP con las mejores rutas para cada red. Esto implica que cada router mantiene un árbol propio y que no tiene porqué ser similar al de los routers del mismo dominio de enrutamiento. 

 

El proceso de activación y configuración de OSPF requiere los siguientes pasos en cada 

router: 

1. Activación del proceso asignándole un identificador propio que sólo tiene significado local al router 

2. Enumeración de las redes conectadas que formarán parte en el proceso de enrutamiento, indicando para cada una de ellas

        a. La dirección de red

        b. La máscara, en formato complementado a las máscaras de subred

       c. Un identificador de área OSPD. Número entero que coincidirá en todos los routers del área de enrutamiento que compartan información sobre el estado de los enlaces

• Implementacion

Material:

Router 

Cable Serial a USB

Cable Consola

Cable Cruzado

PC

La red que se implementara para configurar el protocolo OSPF sera la siguiente:

En nuestro equipo de trabajo se configurara el Router A y su PC las direcciones a utilizar seran:

Router A

Id. de Red:         200.210.222.128

Serial 0:             200.210.222.129

FastEthernet 0  200.210.220.1

PC0

Id. de Red:        200.210.220.0

Gateway:          200.210.220.1

Dir. IP:              200.210.220.2

Para configurar el router se utilizara la interfaz Putty, que se utlizara en modo serial en el puerto COM12.

Después de que se cargue el SO del router  configuraremos las direcciones de la interfaz Serial 0 y la interfaz FastEthernet 0. En nuestro caso teniamos el lado del cable con el DCE, por eso se deberá de configurar el clock rate

Una vez que se configuren se utilizara el comando show running-config para verificar que las direcciones sean las correctas.

También deberá de configurarse la dirección IP y el gateway de la PC con las direcciones especificadas anteriormente.

Una vez que se han configurados todos los router y las PC se mandaran ping desde el router hasta la PC y al router conectados a este.

El ping entre estos dispositivos se logro debido a que están conectados directamente, lo cual lo podemos ver verificando la tabla de ruteo con el comando show ip route. Para comunicarnos con los demás router o PC's debe de configurarse el protocolo de enrutamiento.

Para configurar el protocolo OSPF se utilizara el comando router ospf <process id>, en este caso el numero de process id no importa el valor seleccionado y se utilizara el numero 3. Para agregar las direcciones de red conectadas al router que se quieren anunciar se utiliza el comando network <network id> <wildcard mask> area 0. El segundo parámetro es el complemento de la mascara de subred.  Por ultimo se pondra area 0, ya que es el numero de área donde se ubicarna todos los ruter que pertenecen a la red. Para el Router A, las redes que deben anunciarse son la 200.210.220.0 y la 200.210.222.128.

Ahora volveremos a verificar la tabla de enrutamiento con el comando show ip route para ver si el protocolo OSPF se configuro de manera adecuada.

Podemos ver que la tabla a cambiado y las redes enrutadas con el protocolo de OSPF aparecen con una "o".

Después de configurar el protocolo OSPF verificaremos el estatus de OSPF, primeramente utilizando el comando show ip ospf neighbor.

Otro comando para verificar OSPF será show ip ospf interface

Por ultimo se ejecutara el comando de show ip ospf database route

Con estos comandos se puede verificar la complejidad de OSPF a comparación de el protocolo RIP, así como las diferencias de funcionamiento entre estos dos protocolos.

Práctica 4: Spanning Tree Protocol

Practica 4: Spanning Tree Protocol

Alumno: Humberto Arévalo Casillas

Objetivo: Armar y configurar una red para comprobar el funcionamiento del protocolo Spanning Tree

• Marco Teórico

Spanning Tree

Al tener una red de alta redundancia en base al diseño jerárquico, tanto físicamente como lógicamente se pueden presentar inconvenientes con la redundancia, como: 

1) Duplicidad de paquetes: Hay dos medios para el envío de los paquetes y ambos se están utilizando, generando la duplicidad en el envío de los paquetes.

2) Inconsistencia en la tabla de MAC-ADDRESS: Al tener varios medios de envío y recepción para los paquetes la mac address, el switch mantendrá la tabla cambiando la mac address por la que vaya conociendo. 

3) Tormenta de Broadcast: Este problema se genera cuando existe un loop de broadcast en la red, provocando severos daños en la red.

  

Spanning Tree asegura que exista solo una ruta lógica entre todos los destinos de la red, al realizar un bloqueo de forma intencional a aquellas rutas redundantes que puedan ocasionar un bucle. Un puerto se considera bloqueado cuando el trafico de la red no puede ingresar ni salir del puerto. STP utiliza el algoritmo de spanning tree (STA) para determinar los puertos del switch que deben de configurarse para el bloqueo, a fin de evitar que se generen bucles. El STA designa un único switch como raiz y lo utiliza como punto referencia para todos los cálculos de rutas. 

La BPDU es la trama de mensaje que se intercambia entre los switches en STP. Cada BPDU contiene un BID que identifica al switch que envío la BPDU. El BID contiene un valor de prioridad, la direccion MAC del switch emisor y un ID de sistema extendido opcional. El numero prioridad por defecto en el BID es 32768. 

Si existen 2 switches con el mismo numero de prioridad la  dirección MAC será la que determinará quien sera la raíz con la dirección mac mas baja. Para asignar a un switch distribuidor que este sea el raíz, a este se le debe de asignar la VLAN mas baja al numero de prioridad. 

• Implementacion

Material:

Switch cisco catalyst 1900 series 

Cable Serial a USB

Cable Consola

Cable Cruzado

Cable Directo

PC

La red que se implementara sera la siguiente:

Una vez armada la red en físico, se configurara el switch y la PC con las direcciones de IP indicadas, en este caso nuestros equipos llevaran la dirección IP 148.202.10.13/24 para la PC y 148.202.10.3/24 para el switch.

Para poder configurar el switch se utilizara la interfaz Putty en modo serial y en el puerto COM12.

Este modelo de switch no funciona por medio de comandos (CLI) , sino por menús, al encender el switch se obtuvo la siguiente pantalla:

Para cambiar la IP del switch ingresaremos a Menus y dentro de Menus seleccionaremos Network Management. 

Dentro de Network Management se seleccionara la opción de IP configuration, ahí ingresaremos la nueva direccion IP 148.202.10.3 con una mascara de subred 255.255.255.0. 

Ahora verificaremos que uno de los puertos que se utilizan para conectarse entre switches, este bloqueado y el otro en actividad, esto debido al protocolo Spanning Tree que bloquea el puerto que funcionara como conexión redundante. En nuestro caso el puerto en funcionamiento fue el A y el B es el utilizado para la redundancia.

Para verificar la conexión con los demás equipos se utilizara el comando ping -t para enviar paquetes a la PC con dirección IP 148.202.10.12 constantemente.

Para verificar el protocolo Spanning Tree se desconectara el puerto activo, en este momento, se perderá la conexión y dicho protocolo deberá de activar el puerto de redundancia para restablecer la conexión. El tiempo que tarde en levantarse la red sera cronometrado.

Comunicación Perdida

El tiempo que tardo en levantarse la red fue de 35s

Conexión restablecida con puerto redundante 

Después se restablecerá las conexiones como se encontraban antes, en este momento la red dejara de funcionar y una vez que el protocolo Spanning Tree realice la configuración de la red, se restablecerá la comunicación.

El tiempo que tardo en restablecerse la conexión también fue de 35 s

NOTA: El desconectar un puerto de este switch, solo afecto la comunicación entre el switch 3 y el 1, el 2 nunca perdió la conexión con el switch 3.

STP designa automáticamente, pero se puede cambiar. En este switch no pudimos observar el menú donde se puede verificar si este switch actúa como la raíz, pero en este caso el switch raíz resulto ser el switch con dirección 148.202.10.1. El nuevo switch configurado como raíz sera el switch con la dirección IP 148.202.10.2. Al realizar este cambio se perdí la conexión por un tiempo, pero STP volvió a  realizar la configuración adecuada para un correcto funcionamiento de la red. Después de restablecer la comunicación el puerto redundante cambio del B al A, y ahora el puerto activo fue el B.

En general el protocolo STP restableció la conexión utilizando el puerto redundante y cuando se desconecto el puerto activo, y restableció la conexión cuando se volvió a conectar el puerto configurado como activo.

Práctica 3: Packet Tracer

Practica 3: Packet Tracer

Alumno: Humberto Arévalo Casillas

Objetivo: Diseñar una red utilizando las características de VLSM y CIDR. Comprobar el funcionamiento de la red en Packet Tracer y levar a cabo el diseño de la red en físico.

• Marco Teórico

Packet Tracer

Packet Tracer es la herramienta de aprendizaje y simulación de redes interactiva para los instructores y alumnos de Cisco CCNA. Esta herramienta les permite a los usuarios crear topologías de red, configurar dispositivos, insertar paquetes y simular una red con múltiples representaciones visuales. Packet Tracer se enfoca en apoyar mejor los protocolos de redes que se enseñan en el currículum de CCNA.

Este producto tiene el propósito de ser usado como un producto educativo que brinda exposición a la interfaz comando – línea de los dispositivos de Cisco para practicar y aprender por descubrimiento.

En este programa se crea la topología física de la red simplemente arrastrando los dispositivos a la pantalla. Luego clickando en ellos se puede ingresar a sus consolas de configuración. Allí están soportados todos los comandos del Cisco OS e incluso funciona el "tab completion". Una vez completada la configuración física y lógica de la net, también se puede hacer simulaciones de conectividad (pings, traceroutes, etc) todo ello desde las misma consolas incluidas.

Una de las grandes ventajas de utilizar este programa es que permite "ver" (opción "Simulation") cómo deambulan los paquetes por los diferentes equipos (switchs, routers, etc), además de poder analizar de forma rápida el contenido de cada uno de ellos en las diferentes "capas".

• Implementacion

Material:

Router Cisco

Cable Serial DCE-DTE

Cable Serial a USB

Cable Consola

Cable Cruzado

PC

La red armada en Packet Tracer es la siguiente

En el armado fisico solo se configuraranla red A, B y C con los enlaces N y O. Las direcciones de dichas redes son las siguientes:

RED A:

Id. de Red     213.40.128.0/27

Ip Router       213.40.128.1/27

Ip Gategay    213.40.128.1/27

Ip PC             213.40.128.2/27 

RED B:

Id. de Red     213.40.128.48/28

Ip Router       213.40.128.49/28

Ip Gategay    213.40.128.49/28

Ip PC             213.40.128.50/28

RED C:

Id. de Red     213.40.128.64/28

Ip Router       213.40.128.65/28

Ip Gategay    213.40.128.65/28

Ip PC             213.40.128.66/28

ENLACE N:

Id. de Red     213.40.128.96/30

Ip Router A   213.40.128.97/30

Ip Router B   213.40.128.98/30

ENLACE O:

Id. de Red     213.40.128.100/30

Ip Router A   213.40.128.101/30

Ip Router C   213.40.128.102/30

Una vez armada la maqueta en físico utilizando los cables seriales DCE-DTE para conectar de router a router, el cable consola y el cable serial a USB para conectar el router con la PC, se abrirá el emulador o interfaz PUTTY para poder configurar el router. Configuraremos la terminal PUTTY para que funcione con el serial, en este caso la linea es el COM12

Después de que se encienda el router A empezaremos con la configuración, los pasos a seguir serán los siguientes:

Paso 1: Configuración de las Interfaces, entrando hasta el modo de configuración global

• Interfaz Ethernet 0

Al configurar esta interfaz fue necesario utilizar el comando de ip subnet-zero e ip classless, la primera para que todas las direcciones de host pertenecientes a esta subred se puedan admitir como validos. El segundo comando sirve para que el router acepte redes con mascaras variables.

• Interfaz Serial 0

• Interfaz Serial 1

En esta interfaz Serial 1, es necesario aplicar el clock rate ya que esta interfaz actuara como el DCE.

Paso 2: Configurar el router para que pueda comunicarse con otros ruter u otras redes, para esto se configurara el protocolo RIPv2.

El motivo de utilizar RIP versión 2 es porque el RIP versión 1 no acepta VLSM

Paso 3: Verificar que la tabla de ruteo para ver si se configuro de manera adecuada el protocolo RIPv2. Para visualizar la tabla se usa el comando show ip route en el modo privilegiado de ejecución de comandos

Paso 4: Verificar que la configuración general del Router A sea la que deseamos y corroborar que las direcciones sean la indicadas. Para observar la configuración del router se usa el comando show run en el modo privilegiado de ejecución de comandos. Si la configuración es adecuada se guardara en la NVRAM del router utilizando el comando copy running-config startup-config.

Paso 5: Después de configurar el router configuraremos las PC, cambiando la IP, la mascara de subred y la puerta de enlace. Para realizar esto en el sistema operativo Windous 7, se ingresara a Panel de control, después a Redes e Internet y por ultimo a Conexiones de Red. Ahí en Conexión de Área Local, ingresaremos a sus propiedades Generales. En este punto ingresaremos las direcciones adecuadas.

Paso 6: Una vez configurado todo, se comprobara que se puedan comunicar entre las redes y las PC's. Para realizar esto se mandara un Ping a cada equipo conectado a la red.

NOTA: Es importante tener deshabilitados los firewall para poder comunicarse con otras PC's

Como se observo la comunicación se logro exitosamente, es decir se configuro los Router y las PC's para formar una red utilizando VLSM y CIDR correctamente.

Practica 1 Dispositivos de Interconección de Redes

Practica 1: Dispositivos de Interconexión de Redes

Alumno: Humberto Arévalo Casillas

Objetivo: Localizar y relacionar los diferentes componentes que se encuentran en la arquitectura de un switch y un router.

• Marco Teorico

Dispositivos de Interconexión de Redes

Repetidor: Un repetidor es un dispositivo electrónico que opera sólo en el nivel físico del modelo OSI, permite extender la longitud física de la red, el repetidor no cambia de ninguna forma la funcionalidad de la red. Lo que hace es regenerar la señal, es decir, eliminar el ruido y la atenuación, y crea una copia bit a bit con la potencia original (sin ruido).

Puente: Los puentes actúan en los niveles físico y de enlace de datos del modelo OSI. Los puentes pueden dividir una red grande en segmentos más pequeños. También pueden retransmitir tramas entre dos redes originalmente separadas, y contienen lógica que permite separar el tráfico de cada segmento, de forma que pueden filtrar el tráfico por lo que son útiles para controlar y aislar enlaces con problemas. 

Switch: Es un dispositivo que ofrece la funcionalidad de un puente con mayor eficiencia, para ello tiene una memoria interna o buffer que almacena la trama recibida, comprueba su dirección destino y, si el enlace de salida no está libre, lo conserva hasta que se libere el enlace.

Router: Los routers o escaminadores tienen acceso a las direcciones del nivel de red y contienen software que permite determinar cual de los posibles caminos entre esas direcciones es el mejor para cada transmisión determinada. Los encaminadores actúan en los niveles físico, de enlace de datos y de red del modelo OSI. 

• Implementacion

Material:

Desarmadores plano y de cruz

Cámara fotográfica

Switch

El primer dispositivo que se analizara es un switch, en este caso el modelo del switch que nos toco analizar fue un Cisco Catalyst 1900 de 24 puertos. En la siguiente imagen podemos observar todos sus puertos:

Las características de este Switch son:

• Soporte para 1024 direcciones MAC
• Ancho de banda de hasta 320 Mbits/s
• Tasa de reenvio de paquetes por segundo de hasta 450,000

• 24 Puertos Full Duplex 10BaseT 
• 2 puertos Full Duplex 100BaseTX
• Puerto AUI para fibra optica
• Arquitectura de memoria compartida con buffer de paquetes de 3 MB
• Protocolo SNMP

Al desarmar el switch pudimos observar en su interior lo siguiente:

Algunos de estos componentes que lo conforman son los siguientes:

Microcontrolador NS486SXF-25 de National Semiconductor. Este es un microcontrolador de 32 bits proveniente de los Intel 486. Tiene 160 pines y opera a 25MHz con 5 volts.

Otro elemento que se pudo observar fueron los ASIC o los circuitos integrados de aplicacion especifica, que controlan los 24 puertos del switch. El modelo de estos circuitos integrados es 16A8F0022 del fabricante Grand Junction.

Router

El segundo dispositivo que analizamos fue un router. En este caso el modelo del router fue un Cisco 2509. Algunas de sus características son:

• RAM: arriba de 16 MB
• Flash: 4, 8 or 16 MB
• Consumo de potencia: 40 W
• Dimensiones: 4.44 × 44.45 × 26.82 cm
• Peso: 4.5 kg
• Voltaje de alimentacion: 110/240 v AC o 48 v DC

• Interfaces compatobles: Ethernet (10 Mbit/s), Token Ring (16 Mbit/s), ISDN BRI (128 kbit/s), Sync Serial (2 Mbit/s), Async Serial.
• Ancho de banda: 4400 packets-per-second
• Rendimiento: 2.2 Mbit/s (64-byte packets) 6-8 Mbit (1500-byte packets)
• Etherner AUI: 10Mbs

En el interior del router se muestra en la siguiente imagen

Encontramos que este router trabaja con un microcontrolador MC68EC030, el cual se muestra en la siguiente imagen. Este microcontrolador es proporcionado por el fabricante Motorola. Opera a una velocidad de 20Mhz .

Sus especificaciones son:

• Fabricante: Motorola
• Arquitectura: RISC Microprocessor
• Introducido: 1987
• Nombre: 68030
• Codigo (Copyright): MC68030FE25B revisión B (no)
• Frecuencia de operación: 25MHz
• BUS: 25MHz, 32-bit, 16-bit or 8-bit seleccionable
• Transistores: 273 000
• Tecnología: 0.8-micron HCMOS
• L1/L2 cache: 256B + 256B / no
• Bus de direcciones: 4GB de memoria física 4GB de memoria virtual 
• 6.7MIPS
• Potencia disipada: 2.5W
• Temperatura de operación: 0 - 70°C
• Encapsulado: Cerámico QFP-132pin (soldado en la tarjeta madre)
• Dimensiones: 22 x 22 x 4mm

Tiene 2 ASIC, el 4L05F2873 y 4L10F2077

Los slots de memoria RAM se muestran a continuación

Este router tiene tanto Southbridge y Northbridge. Este router 2905 tambien tiene un puerto de expansión o slot para PCMCIA.

Fuente de alimentación y ventilador

El BootPROM es el siguiente

Por ultimo, el ruter cuenta con 2 puertos seriales, uno de consola y uno auxiliar.