Principios básicos de routing y switching

Principios básicos de routing y switching

1. Sección 6.1 Segmentación de VLAN

   • Definiciones de VLAN Dentro de una red conmutada, las VLAN proporcionan la segmentación y la flexibilidad organizativa. Las VLAN proporcionan una manera de agrupar dispositivos dentro de una LAN. Un grupo de dispositivos dentro de una VLAN se comunica como si cada dispositivo estuviera conectados al mismo cable. Las VLAN se basan en conexiones lógicas, en lugar de conexiones físicas.
     • tipos de vlan
       • VLAN de datos Una VLAN de datos es una VLAN configurada para transportar tráfico generado por usuarios. Una VLAN que transporta tráfico de administración o de voz no sería una VLAN de datos. Es una práctica común separar el tráfico de voz y de administración del tráfico de datos. A veces a una VLAN de datos se la denomina VLAN de usuario. Las VLAN de datos se usan para dividir la red en grupos de usuarios o dispositivos. VLAN predeterminada Todos los puertos de switch se vuelven parte de la VLAN predeterminada después del arranque inicial de un switch que carga la configuración predeterminada. Los puertos de switch que participan en la VLAN predeterminada forman parte del mismo dominio de difusión.
         • VLAN nativa Una VLAN nativa está asignada a un puerto troncal 802.1Q. Los puertos de enlace troncal son los enlaces entre switches que admiten la transmisión de tráfico asociado a más de una VLAN. Los puertos de enlace troncal 802.1Q admiten el tráfico proveniente de muchas VLAN (tráfico con etiquetas),  VLAN de administración Una VLAN de administración es cualquier VLAN que se configura para acceder a las capacidades de administración de un switch. La VLAN 1 es la VLAN de administración de manera predeterminada.
           • VLAN de voz Se necesita una VLAN separada para admitir la tecnología de 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 Una demora inferior a 150 ms a través de la red
             • Enlaces troncales de la VLAN Un enlace troncal es un enlace punto a punto entre dos dispositivos de red que lleva más de una VLAN. Un enlace troncal de VLAN amplía las VLAN a través de toda la red. Cisco admite IEEE 802.1Q para coordinar enlaces troncales en las interfaces Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y 10-Gigabit Ethernet. Las VLAN no serían muy útiles sin los enlaces troncales de VLAN. Los enlaces troncales de VLAN permiten que se propague todo el tráfico de VLAN entre los switches, de modo que los dispositivos que están en la misma VLAN pero conectados a distintos switches se puedan comunicar sin la intervención de un router.
               • VLAN nativas y etiquetado de 802.1Q Tramas etiquetadas en la VLAN nativa Algunos dispositivos que admiten los enlaces troncales agregan una etiqueta VLAN al tráfico de las VLAN nativas. El tráfico de control que se envía por la VLAN nativa no se debe etiquetar. Si un puerto de enlace troncal 802.1Q recibe una trama etiquetada con la misma ID de VLAN que la VLAN nativa, descarta la trama. Por consiguiente, al configurar un puerto de un switch Cisco, configure los dispositivos de modo que no envíen tramas etiquetadas por la VLAN nativa. Los dispositivos de otros proveedores que admiten tramas etiquetadas en la VLAN nativa incluyen: teléfonos IP, servidores, routers y switches que no pertenecen a Cisco.

2. Tema 6.2.2 Enlaces troncales de la VLAN

   • Configuración de enlaces troncales IEEE 802.1Q Un enlace troncal de VLAN es un enlace de capa 2 del modelo OSI entre dos switches que transporta el tráfico para todas las VLAN (a menos que se restrinja la lista de VLAN permitidas de manera manual o dinámica). Para habilitar los enlaces troncales, configure los puertos en cualquier extremo del enlace físico con conjuntos de comandos paralelos.
     • Restablecimiento del enlace troncal al estado predeterminado En la figura 1, se muestran los comandos para eliminar las VLAN permitidas y restablecer la VLAN nativa del enlace troncal. Cuando se restablece al estado predeterminado, el enlace troncal permite todas las VLAN y utiliza la VLAN 1 como VLAN nativa.
       • Verificación de la configuración de enlace troncal En la figura 1, se muestra la configuración del puerto F0/1 del switch S1. La configuración se verifica con el comando show interfaces interface-ID switchport. En el área superior resaltada, se muestra que el modo administrativo del puerto F0/1 se estableció en trunk. El puerto está en modo de enlace troncal. En la siguiente área resaltada, se verifica que la VLAN nativa es la VLAN 99. Más abajo en el resultado, en el área inferior resaltada, se muestra que todas las VLAN están habilitadas en el enlace troncal. Utilice el verificador de sintaxis de la figura 2 para configurar un enlace troncal que admita todas las VLAN en la interfaz F0/1 con la VLAN 99 como VLAN nativa. Verifique la configuración de enlace troncal con el comando show interfaces f0/1 switchport
         • Problemas de direccionamiento IP de VLAN 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 es un problema frecuente y se resuelve fácilmente mediante la identificación de la configuración incorrecta y el cambio de la dirección de la subred por una dirección correcta.
           • Si todavía no hay conexión entre los dispositivos en una VLAN pero se descartaron los problemas de direccionamiento IP, consulte el diagrama de flujo de la figura 1 para llevar a cabo la resolución de problemas: Paso 1: Utilice el comando show vlan para verificar si el puerto pertenece a la VLAN esperada. Si el puerto se asignó a una VLAN incorrecta, utilice el comando switchport access vlan para corregir la pertenencia de VLAN. Utilice el comando show mac address-table para revisar qué direcciones se obtuvieron en un puerto determinado del switch y a qué VLAN se asignó ese puerto, como se muestra en la figura 2. Paso 2. Si se elimina la VLAN a la que se asignó el puerto, el puerto pasa a estar inactivo. Los puertos de una VLAN eliminada no se indicarán en el resultado del comando show vlan. Utilice el comando show interfaces switchport para verificar que la VLAN inactiva está asignada al puerto, como se muestra en la figura 2.
             • Problemas comunes con enlaces troncales En general, los problemas de enlaces troncales se deben a una configuración incorrecta. Al configurar las VLAN y los enlaces troncales en una infraestructura conmutada, los errores de configuración más frecuentes son los siguientes: Incompatibilidad de VLAN nativa: los puertos de enlace troncal se configuraron con VLAN nativas diferentes. Este error de configuración genera notificaciones de consola y puede causar problemas de routing entre VLAN, entre otros inconvenientes. Esto representa un riesgo de seguridad. Incompatibilidades de modo de enlace troncal: un puerto de enlace troncal está configurado en un modo que no es compatible para enlaces troncales en el puerto par correspondiente. Estos errores de configuración hacen que el vínculo de enlace troncal deje de funcionar. Asegúrese de que se configuren ambos lados del enlace troncal con el comando switchport mode trunk. Los demás comandos de configuración de enlace troncal superan el alcance

3. 6.3Routing entre VLAN con routers

   • Qué es el routing entre VLAN? Las VLAN se utilizan para segmentar redes conmutadas. Los switches de capa 2, tales como los de la serie Catalyst 2960, se pueden configurar con más de 4000 VLAN. Una VLAN es un dominio de difusión, por lo que las computadoras en VLAN separadas no pueden comunicarse sin la intervención de un dispositivo de routing. Los switches de capa 2 tienen una funcionalidad muy limitada en cuanto a IPv4 e IPv6, y no pueden realizar las funciones de routing dinámico de los routers. Si bien los switches de capa 2 adquieren cada vez más funcionalidad de IP, como la capacidad de realizar routing estático, esto no es suficiente para abordar esta gran cantidad de VLAN.
     • Routing entre VLAN antiguo Históricamente, la primera solución para el routing entre VLAN se valía de routers con varias interfaces físicas. Era necesario conectar cada interfaz a una red separada y configurarla para una subred diferente. En este enfoque antiguo, el routing entre VLAN se realiza mediante la conexión de diferentes interfaces físicas del router a diferentes puertos físicos de switch. Los puertos de switch conectados al router se colocan en modo de acceso, y cada interfaz física se asigna a una VLAN diferente. Cada interfaz del router puede entonces aceptar el tráfico desde la VLAN asociada a la interfaz del switch que se encuentra conectada y el tráfico puede enrutarse a otras VLAN conectadas a otras interfaces.
       • Configuración del routing entre VLAN antiguo: preparación El routing entre VLAN antiguo requiere que los routers tengan varias interfaces físicas. El router realiza el enrutamiento al conectar cada una de sus interfaces físicas a una VLAN única. Además, cada interfaz se configura con una dirección IPv4 para la subred asociada con la VLAN específica a la cual está conectada. Al configurar las direcciones IPv4 en las interfaces físicas, los dispositivos de red conectados a cada una de las VLAN pueden comunicarse con el router mediante la interfaz física conectada a la misma VLAN. En esta configuración los dispositivos de red pueden utilizar el router como un gateway para acceder a los dispositivos conectados a las otras VLAN.

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