Conceptos Clave de Redes: VLAN, ARP, Switch, Telnet y Más

Switches y su Función en la Red

Un switch conecta dispositivos en una red de área local (LAN), opera en la capa 2 del modelo OSI y utiliza direcciones MAC para enviar datos solo al destino correcto, evitando colisiones. Aprende y almacena direcciones MAC en una tabla para optimizar futuras comunicaciones.

• Diferencia con un router: Un switch no enruta tráfico ni asigna direcciones IP.
• Diferencia con un hub: Un switch mejora el rendimiento, ya que aprende y no genera colisiones.

Telnet: Acceso Remoto a Dispositivos

Telnet es un protocolo que nos permite conectarnos a un dispositivo de forma remota.

Simulación de Tramas IEEE 802.3

La trama IEEE 802.3 permite a las redes Ethernet adaptarse a las crecientes demandas de velocidad, capacidad y eficiencia energética.

Estructura de la trama:

• Campo: Tag Type / UPF / CFI / VID
• Bits: 16 / 3 / 1 / 12

• Tag Type: Identifica el protocolo 802.1Q, que permite que varias redes compartan los medios físicos, definiendo el formato de encapsulamiento de las diferentes VLAN.
• User Priority Field (UPF): Mecanismo de prioridad.
• Canonical Format Indicator (CFI): Proporciona información sobre un campo del tipo Routing Information Field usado en redes Token Ring.
• VLAN Identifier (VID): Indica la VLAN a la que pertenece la trama.

Tipos de VLAN

• VLAN de administración: Se configura con la dirección IP que se asigna al switch para su gestión.
• VLAN nativa: Utilizada por el switch para propósitos de compatibilidad con redes no 802.1Q. El switch no se configura y funciona normalmente.

VLAN: Redes de Área Local Virtuales

Las VLAN (Virtual Local Area Network) son subredes lógicas dentro de una red física que segmentan la red para mejorar la administración y la seguridad. Permiten que los dispositivos dentro de una misma VLAN se comuniquen directamente, reduciendo el tráfico de broadcast y aumentando la seguridad al separar lógicamente los dispositivos, aunque estén en el mismo entorno físico.

ARP: Protocolo de Resolución de Direcciones

ARP (Address Resolution Protocol) se utiliza para mapear una dirección IP (capa 3, OSI) en una dirección MAC (capa 2, OSI) en redes locales (LAN), permitiendo su comunicación.

• Tablas ARP:
  • Router: Incluye todas las direcciones MAC conectadas a nivel de red.
  • Switch: Muestra las direcciones MAC de los dispositivos conectados a cada VLAN.

SPAN: Duplicación de Paquetes

SPAN es una técnica de duplicado de paquetes que van y vienen de una interfaz o de una VLAN, y los redirecciona a otra interfaz física del switch.

Ethernet II: Trama para Transmisión de Datos en LAN

Ethernet II es una trama que se utiliza en redes LAN para la transmisión de datos. Incluye información como la dirección MAC de destino y de origen.

Protocolos de Red

• CDP (Cisco Discovery Protocol): Protocolo propietario de Cisco para descubrir dispositivos vecinos.
• STP (Spanning Tree Protocol): Evita bucles en la capa 2 que ocurren cuando hay múltiples caminos redundantes entre switches. Estos bucles pueden causar problemas como errores en las tablas MAC y congestión en la red.
• DTP (Dynamic Trunking Protocol): Automatiza la configuración de enlaces troncales.
• VTP (VLAN Trunking Protocol): Facilita la configuración de VLAN en los switches.
• ICMP (Internet Control Message Protocol): Se utiliza para enviar mensajes de control e información entre dispositivos de red, permitiendo diagnosticar problemas de conectividad y optimizar el funcionamiento de las redes IP.

Enlaces Troncales (Trunk)

Los enlaces troncales pueden unir un router y un switch, compartiendo información de varias LAN.

Equipos Cisco

Los equipos Cisco suelen tener 32 puertos Fast Ethernet y 2 adicionales que se usan para conectar otros equipos de Gigabit Ethernet.

• Niveles de Privilegio: Nivel 0 (comandos ping y traceroute) y nivel 15 (todos los comandos).

Comandos de Configuración en Equipos Cisco

Comandos para la Sesión 4 (Monitoreo de Tráfico)

• monitor session 1 source interface gigabitethernet 0/1 both: Replica el tráfico del puerto en todos los sentidos.
• monitor session 1 destination interface gigabitethernet 0/2: Indica el puerto al que irá también todo el tráfico anterior.

Comandos para la Sesión 1 (Configuración Básica)

• username USUARIO privilege NIVEL secret CONTRASEÑA: Crea un nuevo usuario con parámetros específicos. NIVEL de 0 a 15. Nivel 0: Acceso básico (ping y traceroute).
• line vty 0 15: Configura los puertos virtuales para permitir la conexión Telnet.
• login local: Utiliza la base de datos local para autenticar usuarios.
• transport input telnet: Habilita el protocolo Telnet en los puertos virtuales.
• enable password CONTRASEÑA: Establece la contraseña para acceder al modo privilegiado.
• interface vlan1: Entra en la configuración de la VLAN.
• ip address DIRECCIÓN_IP MÁSCARA_SUBRED: Asigna una dirección IP a la interfaz.
• no shutdown: Activa la interfaz.

Comandos para la Sesión 2 (Configuración de VLAN en un Puerto)

• interface fastEthernet 0/3: Accede a la configuración de la interfaz.
• switchport mode access: Establece el puerto en modo de acceso.
• switchport access vlan 2: Asigna el puerto a la VLAN 2.

Comandos para la Sesión 3 (Configuración de Enlace Troncal)

• interface fastEthernet 0/3: Accede a la configuración de la interfaz.
• switchport mode trunk: Establece el puerto en modo troncal.

Comandos de Consulta y Verificación

• telnet + IP: Desde un PC o la consola, para conectarse de forma remota.
• show mac-address-table: Muestra la tabla de direcciones MAC que el switch ha aprendido, para reenviar tramas a los puertos adecuados.
• show vlan: Muestra información sobre las VLAN configuradas en un switch. En switches y routers, las interfaces deben aparecer como activas.
• show interface trunk: Comprueba el tipo de encapsulamiento en un enlace troncal.
• switchport port-security: Habilita la seguridad del puerto.
• username: En routers y switches, configura cuentas de usuario locales, crea usuarios, asigna niveles de privilegio y contraseñas.

Preguntas Frecuentes y Resolución de Problemas

Conectividad y Tablas MAC

3.4 Comprobar la conectividad entre todos los elementos y ejecutar en el switch el comando show mac-address-table: Aparece la tabla con las conexiones al switch.

Acceso Remoto a través de Telnet

3.5 Conexión de un PC a un switch mediante Telnet: Se requiere el modo privilegiado (enable) y la contraseña correspondiente.

Visualización de Tablas ARP

3.7 Tablas ARP en switch y router:

• show arp: Muestra la tabla ARP.
• Switch: Muestra las direcciones de la VLAN en la que trabaja.
• Router: Muestra todas las direcciones.

Eliminar o Desactivar una VLAN

Extra: Eliminar/desactivar una VLAN:

1. interface vlanX
2. no ip address
3. shutdown

Comparación de Tablas de Direcciones MAC entre Dos Switches

3.21 Tablas de direcciones MAC entre dos switches: El switch de origen (con enlace troncal) tendrá más direcciones.

Tramas de Ethernet

3.16 Tramas de Ethernet: Mensajes CDP y STP.

Comunicación entre Dispositivos

Extra: Un PC solo puede comunicarse con un switch si está en una VLAN activada y en la misma subred.

Asignación de IP al Switch

Solo se asigna una dirección IP al switch durante la configuración.