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Prácticas de Redes
Prácticas de Enlace de Datos Índice de contenido Introducción............................. Introducción.................................................... .............................................. .............................................. .............................................. ........................................2 .................2 Práctica 0: Funcionamiento Básico....................................... Básico............................................................... ............................................................... ....................................... 2 Objetivos.............................. Objetivos..................................................... .............................................. .............................................. .............................................. .......................................2 ................2 Funcionamiento Básico de Packet Tracert......................................... Tracert................................................................ ..............................................2 .......................2 Modificación del Hardware de un Dispositivo............................. Dispositivo.................................................... ...................................................2 ............................2 Configuración de Red de un Equipo............................... Equipo...................................................... .............................................. ..........................................3 ...................3 Desarrollo de la Práctica................................... Práctica.......................................................... ............................................... ........................................................4 ................................4 Práctica 1: Hub .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................................................... ........................................44 Objetivos.............................. Objetivos..................................................... .............................................. .............................................. .............................................. .......................................4 ................4 Preparación de la Práctica................................ Práctica....................................................... .............................................. .............................................. ..................................4 ...........4 Creación de PDUs complejas........................................ complejas............................................................... ............................................................ ...........................................5 ......5 Edición de Filtros........................................ Filtros............................................................... .............................................. .............................................. .......................................6 ................6 Desarrollo de la Práctica................................... Práctica.......................................................... ............................................... ........................................................6 ................................6 Actividad 1....................................... 1.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................6 ......................6 Actividad 2....................................... 2.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................7 ......................7 Práctica 2: Puente, Pasarela o Bridge...................................... Bridge............................................................. .............................................................7 ......................................7 Objetivos.............................. Objetivos..................................................... .............................................. .............................................. .............................................. .......................................7 ................7 Preparación de la Práctica................................ Práctica....................................................... .............................................. .............................................. ..................................7 ...........7 Desarrollo de la Práctica................................... Práctica.......................................................... ............................................... ........................................................8 ................................8 Actividad 1....................................... 1.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................8 ......................8 Actividad 2....................................... 2.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................8 ......................8 Actividad 3....................................... 3.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................8 ......................8 Actividad 4....................................... 4.............................................................. .............................................. .............................................. .............................................8 ......................8 Actividad 5 Punto de Acceso Wireless....................... Wireless.............................................. .............................................. ..........................................9 ...................9 Notas finales........................... finales.................................................. .............................................. .............................................. .............................................. ................................9 .........9 Práctica 3. Conmutador o Switch....................................... Switch.............................................................. ................................................................10 .........................................10 Objetivos.............................. Objetivos..................................................... .............................................. .............................................. .............................................. ..................................... ..............10 10 Preparación de la Práctica................................ Práctica....................................................... .............................................. .............................................. ................................10 .........10 Desarrollo de la Práctica.................................. Práctica......................................................... ............................................... ......................................................10 ..............................10 Actividad 1....................................... 1.............................................................. .............................................. .............................................. ........................................... ....................10 10 Actividad 2....................................... 2.............................................................. .............................................. .............................................. ........................................... ....................10 10 Actividad 3....................................... 3.............................................................. .............................................. .............................................. ........................................... ....................10 10 Actividad 4 Protocolo STP........................................ STP............................................................... .............................................. .........................................11 ..................11 Práctica 4. Redes Virtuales. VLAN................................................. VLAN........................................................................ ............................................. ............................11 ......11 Objetivos.............................. Objetivos..................................................... .............................................. .............................................. ............................................................11 .....................................11 Crear y configurar VLANs por puerto...................................... puerto............................................................. .....................................................11 ..............................11 Desarrollo de la Práctica................................... Práctica.......................................................... ............................................... ......................................................12 ..............................12 Actividad 1. VLAN con un Switch...................................... Switch............................................................. .....................................................12 ..............................12 Actividad 2. VLAN con varios Switches.................................................. Switches..................................................................................13 ................................13
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Introducción Para la realización de las prácticas de Enlace de Datos, vamos a utilizar el simulador de redes Packet Tracert de Cisco. Esta herramienta les permite a los usuarios crear topologías de red, configurar dispositivos, insertar paquetes y simular una red con múltiples opciones de representación visual. Packet Tracer 5.3 es la última versión del simulador de redes de Cisco Systems. 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 IOS. Una vez completada la configuración física y lógica de la red. También se puede hacer simulaciones de conectividad (pings, traceroutes, etc) todo ello desde las propias consolas incluidas.
Práctica 0: Funcionamiento Básico Objetivos El objetivo de esta práctica familiarizarnos con el manejo del programa para poder enfrentarnos adecuadamente al resto de prácticas. Funcionamiento Básico de Packet Tracert Leed detenidamente el fichero adjunto con el funcionamiento básico de la aplicación y haced las pruebas necesarias hasta que trabajéis con soltura con la herramienta. Modificación del Hardware de un Dispositivo. Packet Tracert permite modificar el hardware de la mayoría de dispositivos, para ellos debemos seguir los siguientes pasos: 1. Clicka sobre el dispositivo que quieras modificar su hardware, te saldrá una ventana con varias pestañas, una de ellas pone físico. 2. Apaga el dispositivo, evidentemente no podemos modificar el hardware de ninguna máquina si esta esta encendida. 3. Para Eliminar un módulo: arrastralo desde el dispositivo hacia la lista de títulos de módulos 4. Para Seleccionar un módulo nuevo: clicka sobre el nombre del módulo, aparecerán abajo sus características y su dibujo para poder insertarlo en el dispositivo. 5. Para Insertar un módulo: arrastralo desde desde su dibujo en la parte inferior derecha hasta la ranura en el dispositivo. 6. No olvides encender el dispositivo cuando finalices.
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Ilustración 1: Modificación del Hardware
Configuración de Red de un Equipo En principio la configuración de Red la vamos a ver detalladamente en el próximo tema, pero para que el programa trabaje correctamente debemos introducirle una configuración básica con la cual pueda trabajar. No pretendo ahora que comprendamos los detalles, solo que configuremos los equipos siguiendo las indicaciones y ya lo comprenderemos todo más adelante. Para configurar rápidamente un equipo: 1. Clickamos sobre él para obtener la ventana de configuración. → Ilustración 1 2. Aunque lo lógico sería ir a la segunda pestaña, config , esta la dejaremos para más adelante, clicka en la tercera pestaña Escritorio y seleccionamos IP Configuración 3. Le damos a todos los Ordenadores los siguientes parámetros 1. Dirección IP: 192.168.0.X → distinta para cada PC desde 1 hasta 254 2. Máscara de Subred: 255.255.255.0 → igual para todos los PCs 3. Gateway por Defecto:192.168.0.1 → igual para todos los Pcs 4. Servidor DNS: 192.168.0.1 → lo podemos dejar en blanco
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Ilustración 2: Configuración de Red
Desarrollo de la Práctica. Comprueba el manejo básico de Packet Tracert, y realiza un documento que tenga las siguientes capturas de pantalla: 1. Packet Tracert instalado en tu ordenador. 2. Un ordenador genérico que tenga una tarjeta inalámbrica 3. La configuración IP de un ordenador genérico
Práctica 1: Hub Objetivos En esta práctica pretendemos que se realice una red muy sencilla, asentando así los conocimientos adquiridos en la práctica anterior y sobre todo comprender qué es una colisión y el funcionamiento del protocolo de acceso al medio CSMA/CD que se utiliza en redes IEEE 802.3. Como objetivo compartido con las siguientes prácticas, vamos a comprobar también el formato de las tramas en las subcapas LLC y MAC.
Preparación de la Práctica. Cola en el área de trabajo un hub y 6 ordenadores genéricos, conectados tal y como indica la siguiente figura.
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Ilustración 3: Hub
Configura los 6 ordenadores tal y como se indicó en la práctica anterior con direcciones IP desde 192.168.0.1 hasta 192.168.0.6
Creación de PDUs complejas Una PDU es una Unidad de Datos de Protocolo, en otras palabras, es el equivalente a una trama, pero de nivel superiores. No pretendo ahora que comprendamos que estamos realmente haciendo, pero si que seamos capaces de hacer que las estaciones se envíen mensajes para poder estudiar el nivel de enlace de datos. La PDU que vamos a crear es una que utiliza el Protocolo FTP y que realiza una petición de un servicio la cual es contestada con una negativa, no se puede dar ese servicio. Pero vamos a conseguir dos cosas, obligar al receptor a responder a un mensaje y poner la red en funcionamiento. Para crear la PDU pulsamos el botón de creación de PDU compleja y pulsamos sobre la máquina que queramos que la cree. Seleccionamos Aplicación FTP, y rellenamos la dirección IP destino con la dirección de la máquina que queramos o bien pulsamos sobre la estación destino. No es necesario que rellenemos la casilla Source IP Address, aunque si lo hacemos será con la dirección IP de la máquina que crear el mensaje. Es importante además elegir un Puerto de Origen, en principio elegiremos uno cualquiera siempre superior a 2000, y un Tiempo, que salvo que especifiquemos lo contrario será 0. Finalmente pulsamos Crear PDU.
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Ilustración 4: Crear PDU Compleja
Edición de Filtros Para evitar que nos aparezcan algunos protocolos que todavía no hemos estudiado, vamos a filtrar algunos paquetes para que no nos aparezca todavía. Ves a Simulación, clicka en editar filtros y desmarca el protocolo ARP.
Ilustración 5: Edición de Filtros
Desarrollo de la Práctica. Realiza un documento de texto con las capturas de pantalla que creas oportunas para realizar las actividades y responder a las preguntas que se hacen en cada actividad.
Actividad 1 Crea una PDU tal y como hemos comentado en el apartado anterior, ves al modo simulación y captura las tramas una a una utilizando el botón Capturar/Reenviar. •
•
•
Observa el comportamiento del hub y comprueba que se comporta tal y como hemos aprendido en clase. Realiza la simulación completa y luego observa las tramas clickando en los cuadros de colores. ¿Qué hace el HUB cuando recibe la PDU?¿A que nivel hace el hub el tratamiento de las tramas cuando las reenvía?
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¿Qué hacen las estaciones que no son destinatarias de la PDU cuando la reciben?
•
¿Qué hace la estación destinatarias de la PDU cuando la recibe? ¿Qué es lo que responde?
•
¿Qué hace la primera estación cuando recibe la respuesta?
Actividad 2 Crea dos PDUs similares a las de la actividad anterior con dos orígenes y dos destinos distintos y realiza la simulación de la red trama a trama igual que antes. •
¿Qué ocurre con las tramas cuando llegan al Hub? ¿Que información tienen las tramas que reenvía el Hub?
•
¿Qué hacen las estaciones cuando reciben una trama colisionada?
•
¿Qué hacen las estaciones que enviaron los mensajes anteriormente?
•
¿Como se resuelve el problema?¿Que protocolo se utiliza para resolverlo?
Práctica 2: Puente, Pasarela o Bridge Objetivos Los objetivos de esta práctica son que comprobemos el funcionamiento de un puente y su comportamiento frente a colisiones y paquetes de broadcast. Preparación de la Práctica Crea una dos subredes formadas tal y como se especifica a continuación: •
Subred 1:
formada por un hub genérico y 4 ordenadores, configura los ordenadores tal y como hemos realizado en las prácticas anteriores.
•
Subred 2:
•
Un Puente que una las dos subredes.
formada por un hub genérico y 4 ordenadores, todos ellos conectado mediante Gigabit Ethernet y Fibra Óptica, conector FGE, configura los ordenadores tal y como hemos realizado en las prácticas anteriores.
Tendrás que modificar el hardware de los equipos de la subred 2 y del puente. Modifica los filtros para que no capturen los paquetes de los protocolos ARP, CDP, DTP, y STP.
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Ilustración 6: Puente
Desarrollo de la Práctica Realiza las actividades que encontraras a continuación y escribe en un documento las respuestas que se plantean. Añade al documento las capturas de pantalla que estimes oportunas.
Actividad 1 Crea un PDU del protocolo FTP, tal y como hicimos en la práctica anterior, con origen y destino cualquier ordenador de la subred 1 y empieza la simulación. •
¿Porqué no sale la trama la inmediatamente?
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¿Qué es lo que hace el puente?¿A qué nivel?
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Termina la simulación y empieza otra idéntica.
•
¿Sale la trama inmediatamente?¿Porqué?
•
¿Qué hace ahora el puente?¿Porqué?
Actividad 2 Crea una PDU del protocolo FTP, con origen una subred y destino la otra, empieza la simulación. Describe las diferencias que observes respecto al funcionamiento de la red en la Actividad 1.
Actividad 3 Crea dos PDUs en una subred de forma que se produzca una colisión. Describe el comportamiento del puente frente a la colisión.
Actividad 4 Crea una PDU en una subred con dirección IP de destino 192.168.0.255 ¿Qué tipo de direccionamiento se esta utilizando a nivel de enlace de datos? Describe el funcionamiento del puente frente a esta situación
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Actividad 5 Punto de Acceso Wireless Crea otra red formada por 2 subredes tal y como se especifica a continuación •
Subred 1: formada por un hub genérico y 4 ordenadores
•
Subred 2: formada por un punto de acceso genérico y 4 ordenadores con tarjeta wifi
•
Conecta el hub y el punto de acceso.
Tendrás que modificar el hardware de los equipos de la subred. Modifica los filtros para que no capturen los paquetes de los protocolos ARP, CDT, DTP, y STP.
Ilustración 7: Punto de Acceso
Crea un PDU con origen la subred 1 y destino la subred 2, realiza la simulación. •
Describe el comportamiento del Punto de Acceso. Fíjate especialmente en los detalles de las PDUs de entrada y salida. ¿Qué cambia en las tramas que llegan al punto de acceso y las que salen?
Notas finales. Cuando preparamos nuestras prácticas antes de comenzar las simulaciones, configuramos los equipos a nivel de red, y cuando creamos las PDUs, son datos creados a nivel de aplicación. A estos niveles uno sabe todo lo necesario de su propio equipo, pero no sabe nada de los equipos de los demás, especialmente a niveles bajos. Cuando mando una PDU de un ordenador a otro, le indico yo la dirección IP de destino, pero ¿y a nivel de enlace de datos? En principio no sabemos la dirección MAC de destino, tenemos que averiguarla. Para resolver este problema, es necesario un protocolo que estudiaremos más adelante el ARP, el cual a partir de la una dirección IP, obtiene la dirección MAC correspondiente. En principio un puente se comporta exactamente igual que un switch, pero tiene menos puertos, y su función esta más orientada a la interconexión de redes con medios físicos distintos. Por tanto, los puentes también tienen un periodo de aprendizaje como los switches, y también ejecutan el protocolo STP. Por tanto si el puente hace alguna vez inundación es porque no sabe porque puerto reenviar la trama.
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Práctica 3. Conmutador o Switch. Objetivos Esta práctica tiene como objetivos comprobar el funcionamiento de un switch y que no se producen colisiones en él. También vamos a comprobar el funcionamiento del protocolo STP. Preparación de la Práctica Crea una subred con un switch Catalyst 2950 (el primero) y 6 ordenadores y configúralos.
Ilustración 8: Switch
Desarrollo de la Práctica Realiza las actividades que encontraras a continuación y escribe en un documento las respuestas que se plantean. Añade al documento las capturas de pantalla que estimes oportunas.
Actividad 1 Observa la tabla MAC del switch y envía una PDU a un ordenador que no este en la tabla. •
Describe el comportamiento del switch.
Observa ahora la tabla MAC ¿que diferencias observas? Ahora envía una PDU a un ordenador que si este en la tabla MAC. •
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¿Cómo se comporta el swich ahora?
Actividad 2 Crea dos PDU entre 2 ordenadores origen distintos y 2 destinos distintos también. •
Describe el comportamiento del switch. ¿Ha habido alguna colisión?¿Por qué?
Actividad 3 Crea otra subred similar a la primera e interconectalas las dos. Crea una PDU con origen y destino ordenadores del mismo switch.
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Ilustración 9: Interconexión de Switches •
Describe razonadamente que ocurre, y que podría ocurrir. (Haz referencia a las tablas MAC en las explicaciones)
Crea una PDU con origen en un switch y destino en el otro. •
Describe razonadamente que ocurre, y que podría ocurrir. (Haz referencia a la tablas MAC en las explicaciones)
Actividad 4 Protocolo STP Pon el Packet Tracer en simulación y filtra para que solo se vea el protocolo STP. Crea una red formada por varios switches interconectados de forma que se produzcan bucles. Simula el funcionamiento de la red. Observa como los puertos de los switches van activando (pasando a de rojo a verde) conforme se intercambian paquetes los switches por el protocolo STP. Comprueba que después de un tiempo, la red queda estable, con conectividad entre todos los switches y no hay ningún bucle. Elimina un enlace activo, (cable con ambos extremos verdes) y comprueba que después de un tiempo se activan enlaces que estaban desactivados (algún extremos rojo) y se consigue conectividad sin bucles.
Práctica 4. Redes Virtuales. VLAN. Objetivos El objetivo de esta práctica es crear y configurar redes virtuales, VLAN, por puerto con switches. Crear y configurar VLANs por puerto. Para crear un VLAN simplemente tenemos que ir a la pestaña de configuración de un Switch, ir a la Base de Datos de VLAN (VLAN Database), ponerle un número que la identifique y un nombre y añadirla.
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Ilustración 10: Crear VLAN
Las VLANs que vienen por defecto, no se pueden eliminar. Una vez que hemos añadido las VLANs que necesitamos, para configurar que puertos pertenecen a cada VLAN, debemos pinchar en cada uno de los puertos, y asignarle la VLAN correspondiente: •
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Si el puerto es de Acceso solo puede pertenecer a una VLAN, este tipo de puerto lo configuraremos para los ordenadores comunes. Si el puerto es de Trunk puede pertenecer a varias VLANs, este tipo de puerto lo configuraremos para los puertos de interconexión de los switches.
Ilustración 11: VLAN por puerto
Desarrollo de la Práctica. Realiza las actividades que encontraras a continuación y escribe en un documento las respuestas que se plantean. Añade al documento las capturas de pantalla que estimes oportunas.
Actividad 1. VLAN con un Switch Tenemos dos aulas de ordenadores formadas por 5 ordenadores cada una conectados a un único switch. Pretendemos que las dos aulas sean totalmente independientes y no puedan intercambiar datos entre ellas.
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Ilustración 12: VLAN con un Switch
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Crea dos VLANs llamadas aula 1 y aula 2 en el switch Asigna los puertos adecuadamente de forma que los ordenadores de cada aula pertenezca a la VLAN correspondiente. ¿Que tipo de puertos estas utilizando? Comprueba que las PDUs de una VLAN llegan perfectamente a los ordenadores de la misma VLAN. Comprueba que las PDUs de una VLAN no pueden llegar a los ordenadores de la otra VLANs. Comprueba que las PDU de broadcast llegan a todos los miembros de la VLAN pero a ninguno de lo de la otra VLAN.
Actividad 2. VLAN con varios Switches Tenemos un edificio con una red formada por 3 switches que comparten 2 empresas independientes y que no deben compartir datos.
Ilustración 13: VLAN con varios Switches
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Crea dos VLANs llamadas empresa 1 y empresa 2 en todos los switches Asigna en cada switch los puertos que conectan los ordenadores adecuadamente de forma que los ordenadores de cada aula pertenezca a la VLAN correspondiente. ¿Que tipo de
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puertos estas utilizando? •
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Asigna en cada switch los puertos de interconexión para que los paquetes de una VLAN puedan llegar a sus miembros de otro switch. ¿Qué tipo de puertos estas utilizando? Comprueba que las PDUs de una VLAN llegan perfectamente a los ordenadores de la misma VLAN, independientemente del switch en el que estén ubicados. Comprueba que las PDUs de una VLAN no pueden llegar a los ordenadores de la otra VLANs. Comprueba que las PDU de broadcast llegan a todos los miembros de la VLAN pero a ninguno de lo de la otra VLAN.
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Índice de ilustraciones Ilustración 1: Modificación del Hardware............................................................................................3 Ilustración 2: Configuración de Red.....................................................................................................4 Ilustración 3: Hub.................................................................................................................................5 Ilustración 4: Crear PDU Compleja.....................................................................................................6 Ilustración 5: Edición de Filtros...........................................................................................................6 Ilustración 6: Puente.............................................................................................................................8 Ilustración 7: Punto de Acceso.............................................................................................................9 Ilustración 8: Switch...........................................................................................................................10 Ilustración 9: Interconexión de Switches............................................................................................11 Ilustración 10: Crear VLAN...............................................................................................................12 Ilustración 11: VLAN por puerto.......................................................................................................12 Ilustración 12: VLAN con un Switch.................................................................................................13 Ilustración 13: VLAN con varios Switches........................................................................................13
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