VLAN-------------------

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1. Vision general de VLAN

   • Mediante las VLAN, puede segmentar de manera lógica las redes conmutadas basadas en equipos de proyectos, funciones o departamentos.

2. Ventajas de las VLAN

   • Seguridad
   • Reducción de costo
   • Mejor rendimiento
   • Mitigación de la tormenta de broadcast
   • Mayor eficiencia del personal de TI

3. Rangos del ID de la VLAN

   • VLAN de rango normal
     • Se identifica mediante un ID de VLAN entre 1 y 1005. Los ID de 1002 a 1005 se reservan para las VLAN Token Ring y FDDI. Los ID 1 y 1002 a 1005 se crean automáticamente y no se pueden eliminar. Las configuraciones se almacenan dentro de un archivo de datos de la VLAN, denominado vlan.dat. El archivo vlan.dat se encuentra en la memoria flash del switch. El protocolo de enlace troncal de la VLAN (VTP), que ayuda a gestionar las configuraciones de la VLAN entre los switches, sólo puede asimilar las VLAN de rango normal y las almacena en el archivo de base de datos de la VLAN.
   • VLAN de rango extendido
     • Posibilita a los proveedores de servicios que amplíen sus infraestructuras a una cantidad de clientes mayor. Algunas empresas globales podrían ser lo suficientemente grandes como para necesitar los ID de las VLAN de rango extendido. Se identifican mediante un ID de VLAN entre 1006 y 4094. Admiten menos características de VLAN que las VLAN de rango normal. Se guardan en el archivo de configuración en ejecución. VTP no aprende las VLAN de rango extendido.
   • 255 VLAN configurables
     • Un switch de Cisco Catalyst 2960 puede admitir hasta 255 VLAN de rango normal y extendido, a pesar de que el número configurado afecta el rendimiento del hardware del switch. Debido a que la red de una empresa puede necesitar un switch con muchos puertos, Cisco ha desarrollado switches a nivel de empresa que se pueden unir o apilar juntos para crear una sola unidad de conmutación que consiste en nueve switches separados. Cada switch por separado puede tener 48 puertos, lo que suma 432 puertos en una sola unidad de conmutación. En este caso, el límite de 255 VLAN por un solo switch podría ser una restricción para algunos clientes de empresas.

4. Tipos de VLAN

   • VLAN de Datos -Configurada para enviar sólo tráfico de datos generado por el usuario.
   • VLAN Predeterminada -Todos los puertos de switch se convierten en un miembro de la VLAN predeterminada luego del arranque inicial del switch.
   • VLAN Nativa -Está asignada a un puerto troncal 802.1Q. Un puerto de enlace troncal 802.1 Q admite el tráfico que llega de muchas VLAN
   • VLAN de Administración -Es cualquier VLAN que usted configura para acceder a las capacidades de administración de un switch. Se puede manejar un switch mediante HTTP, Telnet, SSH o SNMP.
   • VLAN de voz -Separada para admitir la Voz sobre IP (VoIP). El tráfico de VoIP requiere: Ancho de banda garantizado para asegurar la calidad de la voz. Prioridad de la transmisión sobre los tipos de tráfico de la red. Capacidad para ser enrutado en áreas congestionadas de la red. Demora de menos de 150 milisegundos (ms) a través de la red

5. Tipos de tráfico de red

   • Telefonía IP -Los tipos de tráfico de telefonía IP son el tráfico de señalización y el tráfico de voz. El tráfico de señalización es responsable de la configuración de la llamada, el progreso y la desconexión y atraviesa la red de extremo a extremo. El otro tipo de tráfico de telefonía consiste en paquetes de datos de la conversación de voz existente.
   • IP Multicast -El tráfico IP multicast se envía desde una dirección de origen particular a un grupo multicast que se identifica mediante un único IP y un par de direcciones MAC de grupo de destino.
   • Datos normales -El tráfico de datos normales se relaciona con el almacenamiento y creación de archivos, servicios de impresión, acceso a la base de datos del correo electrónico y otras aplicaciones de red compartidas que son comunes para usos comerciales.
   • Clase Scavenger -Se pretende que la clase Scavenger proporcione servicios less-than-best-effort a ciertas aplicaciones. Las aplicaciones que se asignan a esta clase contribuyen poco o nada a los objetivos organizativos de la empresa y están generalmente orientadas, por su naturaleza, al entretenimiento. Esto incluye aplicaciones compartidas de medios entre pares (KaZaa, Morpheus, Groekster, Napster, iMesh, y demás), aplicaciones de juegos (Doom, Quake, Unreal Tournament, y demás) y cualquier aplicación de video de entretenimiento.

6. Puertos de switch

   • Modos de puertos de switch de VLAN
     • VLAN estática: los puertos en un switch se asignan manualmente a una VLAN.
     • VLAN dinámica: se configura utilizando un servidor especial denominado Servidor de política de membresía de VLAN (VMPS). Con el VMPS, asigna puertos de switch a las VLAN basadas en forma dinámica en la dirección MAC de origen del dispositivo conectado al puerto.
     • VLAN de voz: el puerto está configurado para que esté en modo de voz a fin de que pueda admitir un teléfono IP conectado al mismo. Antes de que configure una VLAN de voz en el puerto, primero debe configurar una VLAN para voz y una VLAN para datos.

7. Red sin VLAN -En funcionamiento normal, cuando un switch recibe una trama de broadcast en uno de sus puertos, envía la trama a todos los demás puertos.

8. Red con VLAN -Cuando las VLAN se implementan en un switch, la transmisión del tráfico de unicast, multicast y broadcast desde un host en una VLAN en particular, se limitan a los dispositivos presentes en la VLAN.

9. Control de dominios de broadcast con switches y routers

   • Comunicación dentro de la VLAN
     • Paso 1. La PC en la VLAN envía su trama de petición ARP (broadcast) al switch.
     • Paso 2. Los switches en la red envían la trama de respuesta ARP (unicast) a todos los puertos configurados para la VLAN
     • Paso 3. Ahora la PC tiene la dirección MAC de destino de la PC y la utiliza para crear una trama unicast con la dirección MAC de la PC como destino.
   • Comunicación entre VLAN
     • Paso 1. La PC1 en la VLAN 10 desea comunicarse con la PC5 en la VLAN 20. La PC1 envía una trama de petición ARP para la dirección MAC del gateway predeterminado R1.
     • Paso 2. El router R1 responde con una trama de respuesta ARP desde su interfaz configurada en la VLAN 10.
     • Paso 3. La PC1 crea, entonces, una trama de Ethernet con la dirección MAC del Gateway predeterminado. La trama se envía desde el switch S2 al S1.
     • Paso 4. El router R1 envía una trama de petición ARP en la VLAN 20 para determinar la dirección MAC de la PC5. Los switches S1, S2 y S3, emiten la trama de petición ARP a los puertos configurados para la VLAN 20. La PC5 en la VLAN 20 recibe la trama de petición ARP del router R1.
     • Paso 5. La PC5 en la VLAN 20 envía una trama de respuesta ARP al switch S3. Los switches S3 y S1 envían la trama de respuesta ARP al router R1 con la dirección MAC de destino de la interfaz F0/2 en el router R1.
     • Paso 6. El router R1 envía la trama recibida de la PC1 a S1 y S3 a la PC5 (en la vlan 20).

10. SVI

    • SVI es una interfaz lógica configurada para una VLAN específica. Es necesario configurar una SVI para una VLAN si desea enrutar entre las VLAN o para proporcionar conectividad de host IP al switch. De manera predeterminada, una SVI se crea por la VLAN predeterminada (VLAN 1) para permitir la administración de switch remota.

11. Reenvío de capa 3

    • Un switch de Capa 3 tiene la capacidad de enrutar transmisiones entre las VLAN. El procedimiento es el mismo que se describió para la comunicación entre VLAN utilizando un router distinto, excepto que las SVI actúan como las interfaces del router para enrutar los datos entre las VLAN.

12. ¿Qué es un enlace troncal?

    • Definición de enlace troncal de la VLAN Un enlace troncal es un enlace punto a punto, entre dos dispositivos de red, que transporta más de una VLAN. Un enlace troncal de VLAN le permite extender las VLAN a través de toda una red.

13. Etiquetado de trama 802.1Q

    • Descripción general del etiquetado de la trama de la VLAN Antes de explorar los detalles de una trama 802.1Q, es útil comprender lo que hace un switch al enviar una trama a un enlace troncal. Cuando el switch recibe una trama en un puerto configurado en modo de acceso con una VLAN estática, el switch quita la trama e inserta una etiqueta de VLAN, vuelve a calcular la FCS y envía la trama etiquetada a un puerto de enlace troncal.
      • * Detalles del campo de etiqueta de VLAN -El campo de etiqueta de la VLAN consiste de un campo EtherType, un campo de información de control de etiqueta y del campo de FCS. * Campo EtherType -Establecido al valor hexadecimal de 0x8100. Este valor se denomina valor de ID de protocolo de etiqueta (TPID, por su sigla en inglés). Con el campo EtherType configurado al valor TPID, el switch que recibe la trama sabe buscar la información en el campo de información de control de etiqueta.
        • Campo Información de control de etiqueta
          • * 3 bits de prioridad del usuario: utilizado por el estándar 802.1p, que especifica cómo proporcionar transmisión acelerada de las tramas de la Capa 2. Una descripción de IEEE 802.1p está más allá del alcance de este curso; sin embargo el usuario aprendió algo sobre esto anteriormente en el análisis sobre las VLAN de voz. * 1 bit de Identificador de formato ideal (CFI, por su sigla en inglés): permite que las tramas Token Ring se transporten con facilidad a través de los enlaces Ethernet. * 12 bits del ID de la VLAN (VID): números de identificación de la VLAN; admite hasta 4096 ID de VLAN.
        • Campo FCS
          • Luego de que el switch inserta los campos de información de control de etiqueta y EtherType, vuelve a calcular los valores FCS y los inserta en la trama.

14. Enlaces troncales de la VLAN

15. Modos de enlaces troncales

    • El modo de enlace troncal define la manera en la que el puerto negocia mediante la utilización del DTP para configurar un enlace troncal con su puerto par.
      • Activado (de manera predeterminada) El puerto del switch envía periódicamente tramas de DTP, denominadas notificaciones, al puerto remoto. El comando utilizado es switchport mode trunk.
      • Dinámico automático El puerto del switch envía periódicamente tramas de DTP al puerto remoto. El comando utilizado es switchport mode dynamic auto. El puerto de switch local notifica al puerto de switch remoto que puede establecer enlaces troncales pero no solicita pasar al estado de enlace troncal.
      • Las tramas de DTP convenientes y dinámicas Las tramas de DTP se envían periódicamente al puerto remoto. El comando utilizado es switchport mode dynamic desirable. El puerto de switch local notifica al puerto de switch remoto que puede establecer enlaces troncales y solicita al puerto de switch remoto pasar al estado de enlace troncal.
      • Desactivación del DTP Puede desactivar el DTP para el enlace troncal para que el puerto local no envíe tramas de DTP al puerto remoto. Utilice el comando switchport nonegotiate. Entonces el puerto local se considera que está en un estado de enlace troncal incondicional.

16. Descripción general de la configuración de las VLAN y de los enlaces troncales

    • Agregue una VLAN

17. Eliminación de las VLAN La figura proporciona un ejemplo de uso del comando de configuración global no vlan vlan-id para eliminar la VLAN 20 del sistema. El comando show vlan brief verifica que la VLAN 20 ya no está en el archivo vlan.dat.

18. VLAN y subredes IP Como ha aprendido, cada VLAN debe corresponder a una subred IP única. Si dos dispositivos en la misma VLAN tienen direcciones de subred diferentes, no se pueden comunicar. Este tipo de configuración incorrecta es un problema común y de fácil resolución al identificar el dispositivo en controversia y cambiar la dirección de subred por una dirección correcta.

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