Redundancia de LAN

Redundancia de LAN

1. 2.1 Conceptos de arbol de expasion

   • 2.1.1 Proposito del arbol de expansion
     • 2.1.1.1 Redundancia en las capas 1 y 2 del modelo OSI
       • LAS capas de núcleo, de distribución y de acceso con redundancia, donde se intenta eliminar un único punto de falla en la red
         • Varias rutas conectadas por cables entre switches proporcionan redundancia física en una red conmutada.
     • 2.1.1.2 Problemas de redundancia en capa 1: Inestabilidad de la base de MAC
       • si no hay un mecanismo habilitado para bloquear la propagación continua de estas tramas
         • continúan propagándose entre los switches incesantemente
     • 2.1.1.3 Problemas de redundancia de la capa 1: Tormentas de difusion
       • se produce cuando existen tantas tramas de difusión atrapadas en un bucle de Capa 2, que consume ancho de banda
         • Mas tráfico se concentra en el bucle, consume recursos.se crea una tormenta de difusión que hace fallar la red.
     • 2.1.1.4 Problemas de redundancia de capa 1: Tramas de unidifusion duplicadas
       • Las tramas de unicast enviadas a una red con bucles pueden generar tramas duplicadas que llegan al dispositivo de destino.
   • 2.1.2 Funcionamiento de STP (Protcolo del arbol de expansion
     • 2.1.2.3 Algoritmo de árbol de expansión: puente raíz
       • Se tiene un switch como puente raiz. El puente raíz sirve como punto de referencia para todos los cálculos de árbol de expansión para determinar las rutas redundantes que deben bloquearse.
     • 2.1.2.4 Algoritmo de árbol de expansión: costo de la ruta
       • Cada “destino” es, en realidad, un puerto de switch.
         • Los costos de los puertos predeterminados se definen por la velocidad a la que funcionan los mismos.
     • 2.1.2.5 Formato de trama BPDU 802.1D
       • contiene 12 campos distintos que transmiten información de ruta y de prioridad que se utiliza para determinar el puente raíz y las rutas a este.
     • 2.1.2.7 ID de sistema extendido
       • El ID de puente (BID) se utiliza para determinar el puente raíz de una red. El campo BID de una trama de BPDU contiene tres campos separados:
     • 2.1.2.2 Algoritmo de árbol de expansión: funciones de puerto
       • Determina que puertos de switch de una red se deben colocar en estado de bloqueo y evitar que ocurran bucles.
     • 2.1.2.6 Propagación y proceso de BPDU
       • Las tramas BPDU se envían cada dos segundos después de que arranca el switch; es decir, el valor predeterminado del temporizador de saludo especificado en la trama BPDU es dos segundos
     • 2.1.2.1 Algoritmo de árbol de expansión: introducción
       • asegura que exista sólo una ruta lógica entre todos los destinos de la red, bloquea de forma intencional a aquellas rutas redundantes que puedan ocasionar un bucle.

2. 2.2 variedades de protocolos de arbol de expansion

   • 2,2.1 Descripcion General
     • 2.2.1.1 Lista de protocolos de árbol de expansión
     • 2.2.1.2 Características de los protocolos de árbol de expansión
   • 2.2.2 PVST+
     • 2.2.2.1 Descripción general de PVST+
       • El estándar IEEE 802.1D original define un árbol de expansión común (CST) que asume solo una instancia de árbol de expansión para toda la red conmutada,
         • CISCO desarrolló PVST+ para que una red pueda ejecutar una instancia independiente de la implementación de Cisco de IEEE 802.1D para cada VLAN en la red. Con PVST+, un puerto de enlace troncal en un switch puede bloquear una VLAN sin bloquear otras.
     • 2.2.2.2 Estados de los puertos y funcionamiento de PVST+
       • el aprendizaje del árbol de expansión lógico, cada puerto de switch sufre una transición a través de cinco estados posibles y tres temporizadores de BPDU.
     • 2.2.2.3 ID de sistema extendido y funcionamiento de PVST+
       • En un entorno PVST+, la ID de switch extendido asegura que el switch tenga un BID exclusivo para cada VLAN.
         • Por ejemplo, el BID predeterminado de la VLAN 2 sería 32770 (32768 de prioridad, más 2 de ID de sistema extendido).
   • 2.2.3 PVST+ Rapido
     • 2.2.3.1 Descripción general de PVST+ rápido
       • PVST+ rápido es, simplemente, la implementación de Cisco de RSTP por VLAN. Con PVST+ rápido, se ejecuta una instancia de RSTP independiente para cada VLAN.
     • 2.2.3.2 BPDU en RSTP
       • RSTP envía BPDU y completa el byte del indicador de una forma ligeramente diferente a la del estándar 802.1D original:
         • BPDU se utilizan como un mecanismo de actividad, tres BPDU perdidas en forma consecutiva indican la pérdida de la conectividad entre un puente y su raíz vecina o puente designado
     • 2.2.3.3 Puertos de extremo
       • Un puerto de extremo en RSTP es un puerto de switch que nunca se conecta con otro dispositivo de switch. Sufre la transición al estado de enviar de manera inmediata cuando se encuentra habilitado.
     • 2.2.3.4 Tipos de enlace
       • Mediante el uso del modo dúplex en el puerto, el tipo de enlace proporciona una categorización para cada puerto que participa en RSTP.
         • Punto a punto: un puerto que funciona en modo full-duplex generalmente conecta un switch a otro y es candidato para la transición rápida al estado de reenvío.
         • Compartido: un puerto que funciona en modo half-duplex conecta un switch a un hub que conecta varios dispositivos.

3. 2.3 Configuracion del arbol de expansion

   • 2.3.1 Configuracion de PVST+
     • 2.3.1.1 Configuración predeterminada de un switch Catalyst 2960
     • 2.3.1.2 Configuración y verificación de la ID de puente
     • 2.3.1.3 PortFast y protección BPDU
       • Puede utilizar PortFast en los puertos de acceso para permitir que estos dispositivos se conecten a la red inmediatamente, en lugar de esperar a que STP IEEE 802.1D converja en cada VLAN. Los puertos de acceso son puertos conectados a una única estación de trabajo o a un servidor.
     • 2.3.1.4 Balanceo de carga de PVST+
   • 2.3.2 Configuracion rapida de PVST+
     • 2.3.2.1 Modo de árbol de expansión
       • PVST+ rápido es la implementación de Cisco de RSTP. Este admite RSTP por VLAN.
         • El comando necesario para configurar PVST+ rápido es el comando spanning-tree mode rapid-pvst del modo de configuración global.
           • la única diferencia entre la configuración de PVST+ y PVST+ rápido es el comando spanning-tree mode rapid-pvst.
   • 2.3.3 Problemas de configuracion STP
     • 2.3.3.4 Consecuencias de las fallas del árbol de expansión
       • En la mayoría de los protocolos, una falla significa que se pierde la funcionalidad que proporcionaba el protocolo.
         • Es posible que STP bloquee por error los puertos que se deberían haber colocado en estado de reenvío.
           • Esta falla se produce cuando STP pasa uno o más puertos al estado de reenvío por error. Recuerde que el encabezado de las tramas de Ethernet no incluye un campo TTL, lo que significa que los switches continúan reenviando indefinidamente cualquier trama que entre en un bucle de puente.
     • 2.3.3.1 Análisis de la topología STP
     • 2.3.3.2 Comparación entre la topología esperada y la topología real
       • En muchas redes, la topología STP óptima se determina como parte del diseño de red y se implementa mediante la manipulación de los valores de prioridad y costo de STP
     • 2.3.3.3 Descripción general del estado del árbol de expansión
       • Si se utiliza el comando show spanning-tree sin especificar ninguna opción adicional, se obtiene una breve descripción general del estado de STP para todas las VLAN definidas en el switch
     • 2.3.3.5 Reparación de un problema del árbol de expansión

4. 2.4 protocolos de redundancia de primer salto

   • 2.4.3 Verificacion de FHRP
     • 2.4.3.1 Verificación de HSRP
       • Un router HSRP activo presenta las siguientes características:
         • Responde a las solicitudes de ARP del gateway predeterminado con la MAC del router virtual. Asume el reenvío activo de paquetes para el router virtual. Envía mensajes de saludo. Conoce la dirección IP del router virtual.
     • 2.4.3.2 Verificación de GLBP
       • Solo el router activo de los grupos HSRP y VRRP envía tráfico hacia la dirección MAC virtual. Los recursos que no se asocian con el router de reserva no se utilizan al máximo
     • 2.4.3.3 Verificador de sintaxis: HSRP y GLBP
   • 2.4.2 Variedades de protocolos de redundancia de primer salto
     • 2.4.2.1 Protocolos de redundancia de primer salto
       • Protocolo de routing de reserva activa (HSRP): es un protocolo exclusivo de Cisco diseñado para permitir la conmutación por falla transparente de un dispositivo IPv4 de primer salto.
         • HSRP para IPv6: FHRP exclusivo de Cisco que proporciona la misma funcionalidad de HSRP pero en un entorno IPv6.
         • Protocolo de redundancia de router virtual versión 2 (VRRPv2): es un protocolo de elección no exclusivo que asigna de forma dinámica la responsabilidad de uno o más routers virtuales a los routers VRRP
   • 2.4.1 Conceptos de protocolos de redundancia de primer salto
     • 2.4.1.1 Limitaciones del gateway predeterminado
       • Si falla un router o una interfaz del router (que funciona como gateway predeterminado), los hosts configurados con ese gateway predeterminado quedan aislados de las redes externas.
     • 2.4.1.3 Pasos para la conmutacion por fallas del router
       • Cuando falla el router activo, el protocolo de redundancia hace que el router de reserva asuma el nuevo rol de router activo.
         • El router de reserva deja de recibir los mensajes de saludo del router de reenvío.
           • El router de reserva asume la función del router de reenvío.
     • 2.4.1.2 Redundancia del router
       • Como se muestra en la ilustración, para implementar este tipo de redundancia de router, se configuran varios routers para que funcionen juntos y así dar la sensación de que hay un único router a los hosts en la LAN

5. protocolos utilizados para administrar formas de redundancia. se abarca algunos de los problemas de redundancia y sus síntomas.

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