CCNP

www.FreeLibros.com REDES CISCO CCNP a Fondo GUÍA DE ESTUDIO PARA PROFESIONALES www.FreeLibros.com REDES CISCO CCNP a Fondo GUÍA DE ESTUDIO PARA PROFESIONALES Ernesto Ariganello Enrique Barrientos Sevilla www.FreeLibros.com Datos catalográficos Ariganello, Ernesto y Bamentos, Enrique REDES CISCO. CCNP a Fondo. Guía de estudio para Profesionales Primera Edición Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V., México ISBN: 978-607-7854-79-1 Formato: 17 x 23 cm Páginas: 924 REDES CISCO. CCNP a Fondo. Guía de estudio para Profesionales Ernesto Ariganello y Enrique Bamentos Sevilla ISBN: 978-84-7897-966-0, edición original publicada por RA-MA Editorial, Madrid, España Derechos reservados O RA-MA Editorial Primera edición: Alfaomega Grupo Editor, México, junio 2010 © 2010 Alfaomega Grupo Editor, S A . de C.V. Pitágoras 1139, Col. Del Valle, 03100, México D.F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Registro No. 2317 Pág. Web: http://www.alfaomega.coin.mx E-mail: atencionalcliente@alfaomega.com.mx ISBN: 978-607-7854-79-1 Derechos reservados: Esta obra es propiedad intelectual de su autor y los derechos de publicación en lengua española han sido legalmente transferidos al editor. Prohibida su reproducción parcial o total por cualquier medio sin permiso por escrito del propietario de los derechos del copyright. Nota importante: La información contenida en esta obra tiene un fin exclusivamente didáctico y, por lo tanto, no está previsto su aprovechamiento a nivel profesional o industrial. Las indicaciones técnicas y programas incluidos, han sido elaborados con gran cuidado por el autor y reproducidos bajo estrictas normas de control. ALFAOMEGA GRUPO EDITOR, S.A. de C.V. no será jurídicamente responsable por: errores u omisiones; daños y perjuicios que se pudieran atribuir al uso de la información comprendida en este libro, ni por la utilización indebida que pudiera dársele. Edición autorizada para venta en México y todo el continente americano. Impreso en México. Printed in México. Empresas del grupo: México: Alfaomega Grupo Editor, S A. de C.V. - Pitágoras 1139, Col. Del Valle, México, DF. - CP. 03100. Tel.: (52-55) 5089-7740 - Fax: (52-55) 5575-2420 / 2490. 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CCNP a Fondo ©RA-MA Actualizando las tablas de enrutamiento en modo pasivo con DUAL........................... 52 Actualizando las tablas de enrutamiento en modo activo con DUA L........................... 53 DISEÑO DE RED CON EIGRP............................................................................................. 55 Problemas en el diseño de EIGRP..................................................................................... 55 CONFIGURACIÓN DE EIGRP............................................................................................. 57 Configuración básica de EIGRP........................................................................................ 57 Sumarización en EIGRP...................................................................................................... 58 Router Stub............................................................................................... ............................59 Balanceo de carga en EIGRP................................ .............................................................60 MEJORANDO EL FUNCIONAMIENTO DE EIGRP........................................................ 61 Temporizadores............................................... .....................................................................61 Autenticación EIGRP.......................................................................................................... 62 EIGRP en redes WAN......................................................................................................... 63 Optimización del ancho de banda......................................................................................64 VERIFICACIÓN EIGRP......................................................................................................... 64 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN EIGRP............................................................................. 67 CAPÍTULO 2: OSPF..................................................................................................................69 INTRODUCCIÓN A OSPF.....................................................................................................69 Funcionamiento de OSPF............... ................................................................................... 70 Métrica OSPF........................................................................................................................71 Tablas OSPF..........................................................................................................................71 Vecinos OSPF...................................................................................................................... 72 Estados OSPF....................................................................................................................... 73 Router designado y router designado de reserva...............................................................73 Tipos de paquetes OSPF..................................................................................................... 75 Áreas en OSPF..................................................................................................................... 77 CONFIGURACIÓN BÁSICA DE OSPF.............................................................................. 78 Configuración de OSPF en una sola área.......................................................................... 78 Cambio del cálculo del coste...............................................................................................81 Ejemplo de configuración de OSPF en una sola área......................................................82 VERIFICACIÓN OSPF EN UNA SOLA ÁREA...................................... ............................82 Comandos debug............................................................................................................. ....88 TOPOLOGÍAS OSPF...............................................................................................................88 Reconocimientos de vecinos...............................................................................................90 Temporizadores.................................................................................................................... 90 Subinterfaces.........................................................................................................................91 Elección de una topología OSPF........................................................................ ............. 91 www.FreeLibros.com © RA-MA ÍNDICE 7 CONFIGURACIÓN DE OSPF EN UN ENTORNO NONBROADCAST........................ 93 Configuración de red del tipo point-to-multipoint en OSPF...........................................94 Configuración de red del tipo broadcast en OSPF...........................................................94 Configuración de red del tipo point-to-point con subinterfaces Frame-Relay en OSPF.................................................................................................................................... 95 MÚLTIPLES ÁREAS OSPF.................................................................................................. 95 Tipos de router en múltiples áreas.................................................................................... 96 Anuncios de estado de enlace............................................................................................ 96 TIPOS DE ÁREAS OSPF....................................................................................................... 97 Funcionamiento de OSPF en múltiples áreas................................................................... 98 Selección de rutas entre áreas............................................................................................ 99 Calculando el coste a un área diferente...........................................................................100 DISEÑO DE OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS...................................................................101 Sumarización..................................................................................................................... 103 Virtual Links......................................................................................................................103 OSPF multi área en redes NBMA................................................................................... 104 CONFIGURACIÓN DE OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS............................................... 105 Comandos opcionales para OSPF en múltiples áreas................................................... 106 Ejemplo de configuración de OSPF en múltiples áreas................................................ 108 VERIFICACIÓN DÉ OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS.................................................... 109 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN OSPF MULTI ÁREA.................................................. 113 ÁREAS ESPECIALES OSPF...............................................................................................115 Áreas Stub......................................................................................................................... 116 Áreas totally stubby.......................................................................................................... 116 Áreas not-so-stubby.......................................................................................................... 118 AUTENTICACIÓN OSPF................................................................................................... 118 Autenticación en texto plano............................................................................................119 Autenticación con M D5.................................................................................................. 119 CAPÍTULO 3: IS -IS ......................................................................................... .....................121 INTRODUCCIÓN A IS-IS.......................................................... ........................................ 121 Terminología IS-IS..................................:......................................................................122 Protocolos de la capa de red utilizados en IS-IS............................................................122 Tipos de paquetes IS-IS.................................................................................................... 123 COMPARACIÓN DE IS-IS CON OSPF............................................................. ...............124 DIRECCIONAMIENTO ISO.............................................................................................. 126 Reglas para el direccionamiento ISO..............................................................................128 Direcciones NET y NSAP......................................... ...................................................... 128 www.FreeLibros.com 8 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Ejemplo de una dirección NET........................................................................................ 128 ADYACENCIAS EN IS-IS................................................................................................... 129 Adyacencias en enlaces punto a punto.............................................................................131 Adyacencias en enlaces broadcast.................................................................................... 131 Adyacencias en enlaces NBMA.......................................................................................132 FUNCIONAMIENTO DE IS-IS............................................................................................132 Proceso de actualización................................................................................................... 132 Proceso de enrutamiento................................................................................................... 134 DISEÑO DE REDES IS-IS.................................................................................................... 136 Soluciones de diseño en redes NBMA con IS-IS............................................................137 Sumarización de rutas....................................................................................... ............... 138 CONFIGURACIÓN BÁSICA DE IS-IS..............................................................................138 Comandos opcionales de IS-IS........................................................................................ 140 Configuración de la sumarización.................................................................................... 142 Configuración NBMA....................................................................................................... 144 Configuración de broadcast en una red NBMA..............................................................144 Configuración de punto a punto en una red NBM A...................................................... 146 VERIFICACIÓN IS-IS...........................................................................................................148 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN IS-IS...............................................................................157 CAPÍTULO 4: IMPLEMENTACIONES CON CISCO IO S .......................................... 159 REDISTRIBUCIÓN...............................................................................................................159 Funciones de enrutamiento que afectan a la redistribución...........................................162 Las métricas y la redistribución....................................................................................... 162 Selección de rutas a través de protocolos de enrutamiento............................................163 Posibles problemas al redistribuir.................................................................................... 164 Solución de problemas al redistribuir..............................................................................164 CONTROL DE LAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO DURANTE LA REDISTRIBUCIÓN...............................................................................................................167 CONFIGURACIÓN DE LA REDISTRIBUCIÓN............................................................ 171 Configuración de la métrica por defecto..........................................................................173 Configuración; de la métrica por defecto para OSPF, IS-IS, RIP o BGP..................... 174 Configuración de la métrica por defecto en EIGRP....................................................... 174 DISTANCIA ADMINISTRATIVA..................................................................................... 176 COMANDOS OPCIONALES PARA CONTROLARLAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO EN LA REDISTRIBUCIÓN...............................................................177 Ejemplos de redistribución.................... ........................................................................... 179 www.FreeLibros.com © RA-MA ÍNDICE 9 CONTROL DE LAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO CON FILTRADO........................................................................................................................... 184 VERIFICACIÓN, MANTENIMIENTO Y RESOLUCIÓN DE FALLOS......................187 CONTROL DE LA REDISTRIBUCIÓN CON ROUTE-MAPS..................................... 188 Funcionamiento de los route-maps.................................................................................188 Características de los route-maps....................................................................................188 CONFIGURACIÓN DE LOS ROUTE-MAPS.................................................................. 191 Comandos match para la redistribución con route-maps.............................................. 191 Comandos set para la redistribución con route-maps...................................................192 VERIFICACIÓN DE LOS ROUTE-MAPS.......................................................................194 CAPÍTULO 5: DHCP............................................................................................................. 195 INTRODUCCIÓN A DHCP.................................................................................................195 Dispositivos DHCP.......................................................................................................... 196 CONFIGURACIÓN DHCP..................................................................................................197 Configuración de un servidor DHCP............................................................................. 197 Configuración de un DHCP Relay..................................................................................198 Configuración de un cliente DHCP................................................................................ 199 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN DHCP...........................................................................200 CAPÍTULO 6: BG P................................................................................................................ 201 INTRODUCCIÓN A BGP....................................................................................................201 Funcionamiento básico de BGP..................................................................................... 202 Jerarquías BGP................................................................................................................. 203 Cuando utilizar BGP........................................................................................................203 Tablas de BGP.................................................................................................................. 204 CONECTANDO A INTERNET CON BGP...................................................................... 204 Multihoming..................................................................................................................... 205 Información de enrutamiento desde Internet............................................... ................. 205 Sincronización.............................................................. .............. •...................................206 ESTADOS DE BGP..............................................................................................................209 CONFIGURACIÓN DE B G P.............................................................................................210 Comandos básicos..................... ......................................................................................210 Identificando vecinos y definiendo peer-groups........................................................... 210 Dirección IP de origen.... .................................................................................................213 Forzando la dirección del próximo salto.......... ............................................................ 214 Definiendo las redes que serán anunciadas....................................................................215 Agregación de rutas..........................................................................................................215 Autenticación....................................... ........................................................................... 216 www.FreeLibros.com 10 REDES CISCO. CCNP a Fondo ____________________________________________ O RA-MA VERIFICACIÓN DE BG P....................................................................................................216 Reestableciendo la vecindad............................................................................................ 217 ATRIBUTOS DE BGP.......................................................................................................... 218 Controlando la selección de caminos de BG P................................................................221 Uso del atributo Weight....................................................................................................221 Uso del atributo Local-Preference...................................................................................222 Uso del atributo M ED.......................................................................................................224 Uso del atributo AS-path...................................................................................................225 VERIFICACIÓN DE LOS ATRIBUTOS................ ...........................................................225 CAPÍTULO 7: MULTICAST................................................................................................ 229 INTRODUCCIÓN A MULTICAST....................................................................................229 Tipos de direcciones IP .....................................................................................................229 Vídeo en un escenario IP...................................................................................................231 DIRECCIONAMIENTO MULTICAST............................................................................. 233 Direccionamiento MAC multicást.................................................................................. 234 Direccionamiento IP multicást................................. ........................................................236 Aplicaciones multicást................................ ..................................................................... 237 Problemas con multicást....................................................................................................237 Multicást y la capa de enlace............................................................................................ 238 IGMP.............................................................. ........................................................................ 239 IGMPvl...............................................................................................................................239 IGMPv2...............................................................................................................................240 Operación de IGMPv2...................................................................................................... 241 IGMPv3............................................................................................................................... 241 Determinación de la versión de IGMP............................................................................ 241 CONFIGURACIÓN DE IGMP............................................................................................ 242 Grupos IGMP..................................................................................................................... 242 IGMP snooping.................................................................................................................. 243 PROBLEMAS CON MULTICAST................................................................................... .244 ENRUTAMIENTO DE TRÁFICO MULTICAST............................................................244 Reverse Path Forwarding................................................................................................. 244 Árboles multicást............................................... ..............................................................245 Árboles de distribución..................................................................................................... 245 Protocolos de enrutamiento multicást Dense y Sparse..................................................246 PIM...........................................................................................................................................246 PIM dense mode.................................................................................................................246 PIM sparse mode.............................................................................. .................................248 www.FreeLibros.com ÍNDICE 11 ©RA-M A Modo PIM Sparse-Dense................................................................................................ 250 PIM versión 1 ................................................................................................................... 250 PIM versión 2 ....................................................................................................................251 Habilitación de PIN en modo Sparse-Dense..................................................................251 VERIFICACIÓN DE ENRUTAMIENTO MULTICAST................................................ 253 Verificación de rutas........................................................................................................253 Verificación de vecinos................................................................................................... 254 Verificación de los Rendezvous Points..........................................................................254 Verificación del enrutamiento multicást........................................................................255 CAPÍTULO 8: IP v6................................................................................................................ 257 INTRODUCCIÓN A IP vó.................................................................................................. 257 CABECERA DE UN PAQUETE IP v 6 .............................................................................. 259 Checksum..........................................................................................................................260 Fragmentación.................................................................................................................. 260 Etiqueta de flujo................................................................................................................261 Formato del direccionamiento IPv6............................................................................... 261 TIPO DE DIRECCIONAMIENTO IPv6............................................................................262 Identificadores de las interfaces......................................................................................262 Direcciones unicast IPv6................................................................................................. 263 Dirección IPv6 global.......................................................................................................264 Dirección IPv6 local.........................................................................................................264 Direcciones IPv6 anycast................................................................................................ 265 Direcciones IPv6 multicást.............................................................................................. 266 Asignamiento de direcciones IPv6.................................................................................268 CONFIGURACIÓN DE IP v6............................................................................................. 268 Rutas estáticas...................................................................................................................269 RIPng.................................................................................................................. .............. 269 EIGRP para IPv6.............................................. ............ .......... :................................. 269 IS-IS para IPv6................................................................................................... ............. 269 MP-BGP4 para IPv6.........................................................................................................270 OSPFv3................................... ......................................................................................... 270 Similitudes entre OSPFv2 y OSPFv3............................................................................270 Diferencias entre OSPFv2 y OSPFv3............................................................................270 Tipos de L S A ................................................................................................................... 272 CONFIGURACIÓN DE IPv6 EN OSPFV3.......................................................................273 VERIFICACIÓN DE IPv6 EN OSPFv3............................................................................276 TRANSICIÓN DESDE IPv4 A IP v6.................................................................................279 www.FreeLibros.com 12 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Dual stack........................................................................................................................... 279 Tunneling........................................................... ................................................................ 280 Manual Tunnels.................................................................................................................. 281 Túneles 6-to-4.................................................................................................................... 281 Teredo.............................................................................................................. ................... 283 ISATAP...............................................................................................................................283 Translation............................................................... ...........................................................283 PARTE I I ....................................................................................................................................285 CAPÍTULO 9: DISEÑO DE REDES....................................................................................287 FUNCIONALIDAD DE SWITCHING................... ............................................................287 Conmutación de capa 2 ..................................................................................................... 288 Enrutamiento de capa 3 ................... ................................................................................. 289 Conmutación de capa 3 ..................................................................................................... 290 Conmutación de capa 4 ..................................................................................................... 290 Conmutación multicapa..................................................................................................... 291 REDES DE CAMPUS............................................................................................................291 Modelo de red compartida................................................................................................. 291 Modelo de segmentación de LAN.................................................................................... 292 Modelo de tráfico de red................................................................................................... 293 Modelo de red predecible..................................................................................................294 MODELO DE RED JERÁRQUICO.....................................................................................294 Nivel de acceso.....................................................v.......................................................... 295 Nivel de distribución..........................................................................................................295 Nivel de core......................................................................................................... ........... 296 DISEÑO MODULAR DE RED.............................................................................................296 Bloque de conmutación..................................................................................................... 297 Dimensionamiento del bloque de conmutación..............................................................298 Bloque de core.................................................................................................................... 299 Tamaño del core en una red de campus...........................................................................301 Bloque de granja de servidores...................................................................................... 301 Bloque de gestión de red.................................. .............................................................. 301 Bloque de frontera de la empresa..................................................................................... 302 Bloque frontera del ISP..................................................................................................... 302 Switch de capa 2 en distribución...................................................................................... 302 EVALUACIÓN DE UNA RED EXISTENTE.................................................................... 303 www.FreeLibros.com ÍNDICE 13 © RA-MA CAPÍTULO 10: OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN.....................................................305 CONMUTACIÓN DE CAPA 2 ............................................................................................ 305 CONMUTACIÓN MULTICAPA........................................................................................306 TABLAS UTILIZADAS EN CONMUTACIÓN............................................................... 307 Tabla CAM.........................................................................................................................307 Tabla TCAM......................................................................................................................308 VERIFICACIÓN DEL CONTENIDO DE LA CAM......................................................... 310 TIPOS DE PUERTOS DE UN SWITCH............................................................................. 311 Ethernet.............................................................................................................................. 311 CSMA/CD.......................................................................................................................... 311 Fast Ethernet.......................................................................................................................312 Gigabit Ethernet................................................................................................................ 313 10-Gigabit Ethernet........................................................................................................... 313 ESTÁNDARES DE MEDIOS..............................................................................................314 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS DEL SWITCH.......................................................... 315 Causas de error en puertos Ethernet................................................................................ 317 VERIFICACIÓN DEL ESTADO DE UN PUERTO..........................................................318 CAPÍTULO 11: REDES VIRTUALES................................................................................ 321 VLAN......................................................................................................................................321 CONFIGURACIÓN DE VLAN ESTÁTICAS................................................................... 322 DISEÑO DE VLAN...............................................................................................................324 ENLACES TRONCALES.................................................................................................... 325 ISL...................................................................................................................................... 326 IEEE 802.1Q..................................................................................................................... 326 CONFIGURACIÓN DE TRONCALES............................................... .............................. 327 Ejemplo de configuración de un troncal.........................................................................328 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN LAS V LAN ...... ........................................................... 329 CAPÍTULO 12: V T P............................................................................ .................... ........... 331 VLAN TRUNKING PROTOCOL........................................................................................331 Dominios de VTP.................... ......................................................................................... 332 Modos de V T P.................................................................................................................. 332 Anuncios de VTP.............................................................................................................. 333 CONFIGURACIÓN DE VTP.:............................................................................................. 335 VTP Pruning...................................................................................................................... 336 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN VTP ............................................................................... 336 www.FreeLibros.com 14 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo CAPÍTULO 13: ETHERCHANNEL....................................................................................339 AGREGACIÓN DE PUERTOS........................................................................................... 339 Distribución de tráfico.......................................................................................................339 Balanceo de carga.............................................................................................................. 340 PROTOCOLOS DE NEGOCIACIÓN ETHERCHANNEL.............................................341 PAgP.................................................................................................................................... 341 LACP............................................................................. .....................................................342 CONFIGURACIÓN ETHERCHANNEL................. ......................................................... 342 Configuración PAgP......................................................................................................... 343 Configuración LACP.........................................................................................................344 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN ETHERCHANNEL.............. .......................................344 CAPÍTULO 14: STP................................................................................................................ 347 INTRODUCCIÓN A SPANNING TREE PROTOCOL.................................................. 347 Redundancia con switch....................................................................................................348 Solución a los bucles de capa 2 ................................... .................................................... 350 FUNCIONAMIENTO DE STP...........................................................................................351 Elección del switch raíz................................................. ................................................. 352 Elección del puerto raíz..................................................................................................... 353 Elección del puerto designado.......................................................................................... 355 ESTADOS STP....................................................................................................................... 355 Temporizadores de STP....................................................................................................357 CAMBIOS DE TOPOLOGÍAS............................................................................................ 358 TIPOS DE STP....................................................................................................................... 360 CONFIGURACIÓN DE STP................................................................................................361 Ubicación del switch raíz.......................................................................................................:....361 Configuración del switch raíz.......................................................................................... 364 OPTIMIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE STP...................................................367 Mejorando la configuración del root path cost.............................................................. 367 Mejorando la configuración del port ID.......................................................................... 368 Mejorando la convergencia se STP................................. .........................................................369 CONVERGENCIA DE ENLACES REDUNDANTES..... ............................................... 371 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN STP..............................................................................375 PROTECCIÓN DE LAS TOPOLOGÍAS STP.............................. ..................................... 376 Protección contra BPDU inesperadas............................................................................. 376 Protección contra la pérdida repentina de BPD U ..........................................................378 Filtros BPDU para deshabilitar STP................................................................................381 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN LA PROTECCIÓN DE STP................... ...................381 www.FreeLibros.com ÍNDICE 15 © RA-MA RAPID SPANNING TREE PROTOCOL.......................................................................... 382 Funcionamiento de RSTP................................................................................................ 382 BPDU en RSTP.................................................................................................................383 Convergencia de RSTP....................................................................................................384 Tipos de puertos............................................................................................................... 384 Sincronización...................................................................................................................385 Cambios de topología en RSTP......................................................................................388 CONFIGURACIÓN DE RSTP............................................................................................ 389 RAPID PER-VLAN STP......................................................................................................390 MULTIPLE SPANNING TREE PROTOCOL.................................................................. 390 Regiones MST...................................................................................................................391 Instancias de STP dentro de MST.................................................................................. 392 Instancias IST....................................................................................................................392 Instancias MST................................................................................................................. 392 CONFIGURACIÓN DE MST............................................................................................. 394 CAPÍTULO 15: CONMUTACIÓN MULTICAPA..........................................................397 ENRUTAMIENTO ENTRE VLAN................................................................................... 397 CONFIGURACIÓN DE ENRUTAMIENTO ENTRE VLAN......................................... 398 Configuración de un puerto de capa 2............................................................................399 Configuración de un puerto de capa 3............................................................................399 Configuración de la interfaz S V I................................................................................... 399 CONMUTACIÓN MULTICAPA CON CEF.................................................................... 400 FIB..................................................................................................................................... 400 Tabla de adyacencias........................................................................................................403 Modificando paquetes......................................................................................................405 Fallback bridging.............................................................................................................. 405 VERIFICACIÓN DE CONMUTACIÓN MULTICAPA..................................................406 CAPÍTULO 16: BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ..... ............................ 411 REDUNDANCIA Y BALANCEO EN SWITCH MULTICAPA.....................................411 HOST STANDBY ROUTER PROTOCOL.... ........... ..........................;................. ........411 Elección del router HSRP............................................................................................... 412 Autenticación HSRP........................................................................................................413 Solución ante fallos......................................................................................................... 414 Puerta de enlace virtual....................................................................................................415 Balanceo de carga HSRP................................................................................................. 416 VIRTUAL ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL......................................................419 www.FreeLibros.com 16 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo GATEWAY LOAD BALANCING PROTOCOL.............................................................. 422 A VG ....................................................................................................................................422 AVF..................................................................................................................................... 423 Balanceo de carga GLBP..................................................................................................425 Habilitación de GLBP....................................................................................................... 425 REDUNDANCIA EN EL CHASIS DEL SWITCH........................................................... 428 Supervisoras redundantes..................................................................................................428 Configuración de la redundancia..................................................................................... 429 Configuración de la sincronización entre supervisores..................................................430 Non-Stop Forwarding........................................................................................................ 430 Fuentes de alimentación redundantes...............................................................................431 CAPÍTULO 17: TELEFONÍA IP.......................................................................................... 435 POWER OVER ETHERNET................................................................................................435 Funcionamiento de PoE ....................................................................................................436 Detección de dispositivos alimentados............................................................................436 Proporcionado energía a un dispositivo.......................................................................... 437 CONFIGURACIÓN DE P oE ................................................................................................439 VERIFICACIÓN DE PoE ..................................................................................................... 440 VLAN DE VOZ IP.................................................................................................................. 440 Configuración de la VLAN de v o z .................................................................................. 441 Verificación de la VLAN de v o z ..................................................................................... 442 CALIDAD DE SERVICIO EN VOZ IP ...............................................................................443 Visión general de QoS....................................................................................................... 443 Best-effort............................................................................................................................444 Servicios integrados...........................................................................................................444 Servicios diferenciados..................................................................................................... 445 MODELO QOS DlFFSERV.................................................................................................... ;445 Clasificación de capa 2 de QoS........................................................................................ 445 Clasificación de capa 3 QoS con DSCP................... .......................................................446 Implementación QoS para v o z ................................................................................. ......447 Configuración de la frontera de confianza..................... ........ ,....................................449 Configuración de AutoQoS................................................................ ............................450 VERIFICACIÓN QoS DE VOZ IP ................................................. .................................... 452 CAPÍTULO 18: SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH........................................... 455 SEGURIDAD DE PUERTOS...............................................................................................455 AUTENTICACIÓN BASADA EN PUERTO..................................................................... 458 www.FreeLibros.com ©RA-M A ÍNDICE 17 Configuración de 802. IX ................................................................................................ 459 MITIGANDO ATAQUES ESPIAS.....................................................................................461 RECOMENDACIONES PRÁCTICAS DE SEGURIDAD.............................................. 467 CAPÍTULO 19: SEGURIDAD CON VLAN..................................................................... 469 LISTAS DE ACCESO VLAN.............................................................................................469 Configuración de VACL................................................................................................. 469 VLAN PRIVADAS.............................................................................................................. 471 Configuración de PVLAN............................................................................................... 472 Asociación de puertos con PVLAN............................................................................... 473 Asociación de VLAN secundarias y primarias SVI......................................................474 SEGURIDAD EN LOS ENLACES TRONCALES.......................................................... 475 Switch Spoofing............................................................................................................... 475 VLAN Hopping................................................................................................................ 476 CAPÍTULO 20: REDES INALÁMBRICAS......................................................................479 INTRODUCCIÓN A LAS WIRELESS LAN................................................................... 479 Colisiones WLAN....................................................... .................................................... 480 CONSTRUCCIÓN DE BLOQUES WLAN.......................................................................481 Funcionamiento de un AP............................................................................................... 483 Celdas WLAN.................................................................................................................. 484 RADIOFRECUENCIA EN WLAN.................................................................................... 486 Medición de la señal de radio frecuencia.......................................................................489 Pérdida de señal................................................................................................................490 Ganancia de la señal......................................................................................................... 491 ANTENAS WLAN............................................................................................................... 492 TRAMAS WLAN................................................................................................................. 493 ESTÁNDARES W LAN...................................................................................................... 494 Agencias reguladoras....................................................................................... .............. 494 802.11b............................................................................................................................494 802.1 l g ............................................................................................ ................................. 495 802.11a........................................................... .................................................................. 495 Estándares adicionales 802.11 ...................... .................................................................495 CAPÍTULO 21: ARQUITECTURA WLAN......................................................................497 SEGURIDAD W LAN..........................................................................................................497 Antecedentes sobre seguridad.............................................................. ..........................498 Métodos de seguridad basados en EA P..... ...................................................................499 WPA.................. ................................................................ ...............................................499 www.FreeLibros.com 18 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo WPA2..................................................................................................................................500 COMPATIBILIDAD DE LOS CLIENTES WIRELESS...................................................501 ASOCIACIÓN Y ROAMING...............................................................................................501 DISTRIBUCIÓN DE CELDAS Y CANALES....................................................................503 CAPÍTULO 22: CISCO UNIFIED WIRELESS NETW ORK........................................505 ARQUITECTURA WLAN TRADICIONAL.....................................................................505 CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK.......................................................................506 Funciones del WLC........................................................................................................... 507 Funciones del LAP............................................................................................................ 508 Patrones de tráfico en una red cisco wireless unificada................................................ 509 Asociación y roaming del LAP................................................................................ ......511 Roaming entre controladores........................................................................................... 511 CONFIGURACIÓN BÁSICA WLAN................................................................................ 513 Configuración del WLC....................................................................................................513 Configuración del LAP.....................................................................................................517 Configuración del puerto del switch para el LAP..........................................................518 PARTE III...................................................................................................................................521 CAPÍTULO 23: TECNOLOGÍAS DE ACCESO.............................................................. 523 ACCESO POR CABLE.........................................................................................................523 Terminología de acceso por cable....................................................................................523 Estándares de transmisión por cable............................................................................... 525 Redes híbridas de fibra y coaxial.....................................................................................526 Transmisión de datos por cable........................................................................................526 Problemas de las redes de cable.......................................................................................528 Aprovisionamiento de cable módem............................................................................... 528 ACCESO POR DSL............................................................................................................... 529 Terminología DSL............................................................................................................. 529 Limitaciones de DSL......................................................................................................... 531 Tipos de D S L .....................................................................................................................532 Transmisión de datos sobre A D SL..................................................................................533 RFC 1483/2684 BRIDGING................................................................................................ 534 PROTOCOLO PUNTO A PUNTO................................................ .....................................534 PPP SOBRE ETHERNET.....................................................................................................535 Fase de descubrimiento.....................................................................................................536 Fase de sesión PPP............................................................................................................ 537 Variables de la sesión PPPoE....................................................................... ...................538 www.FreeLibros.com © RA-MA ÍNDICE 19 PPP SOBRE ATM ................................................................................................................ 538 CAPÍTULO 24: CONFIGURACIÓN DE DSL..................................................................541 CONFIGURACIÓN DE ACCESO DSL CON PPPoE..................................................... 541 Configuración de una interfaz Ethernet ATM PPPoE..................................................542 Configuración de una interfaz PPPoE Dialer.................................................................543 Configuración de PAT.....................................................................................................543 Configuración de DHCP para usuarios D SL.................................................................545 Configuración de una ruta estática..................................................................................545 Ejemplo de configuración de un router CPE..................................................................546 CONFIGURACIÓN DE ACCESO DSL CON PPPoA.....................................................547 Conexiones PPP sobre A A L5.........................................................................................548 Configuración de una interfaz ATM para PPPoA......................................................... 549 Configuración del Dialer DSL PPPoA y Virtual-Template......................................... 550 Ejemplo de configuración de un router CPE con PPPoA............................................. 551 Ejemplo de configuración de un router CPE con AAL5MUX.................................... 553 RESOLUCIÓN DE FALLOS.............................................................................................. 555 Anatomía de la capa 1 ......................................................................................................555 Proceso de resolución de fallos.......................................................................................556 Inspección visual.............................................................................................................. 558 Modo de operación D SL ................................................................................................. 558 Análisis de problemas de capa 2 .....................................................................................559 Negociación PPP.............................................................................................................. 560 CAPÍTULO 25: M PLS........................................................................................................... 563 INTRODUCCIÓN A LAS REDES MPLS......................................................................... 563 Conectividad MPLS W A N ............................................................................................. 566 Terminología MPLS......................................................................................................... 566 Características de MPLS................................................................................ !.............. 567 Conceptos MPLS........................................................... i................................ ............... 569 MECANISMOS DE CONMUTACIÓN........................................ !.................................. 570 Conmutación IP estándar.... .......................;................................................................. 570 Conmutación CEF................ ............................................................................................571 ARQUITECTURA MPLS............................................................... ....................................572 ETIQUETAS MPLS............................................................................................................. 573 Pilas de etiquetas.............................................................................................................. 574 MPLS en modo trama......................................................................................................575 ENVÍO DE TRÁFICO BASADO EN ETIQUETAS....... ................................................. 576 www.FreeLibros.com 20 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo LIB, LFIB y FIB.................................. 577 DISTRIBUCIÓN DE ETIQUETAS...... 580 Propagación de paquetes................... 581 PHP....................................................... 582 CONFIGURACIÓN MPLS.................... 582 Configuración de CEF........................ 583 Configuración de una interfaz MPLS 587 Configuración de la M TU................. 589 MPLS CON TECNOLOGÍA V P N ........ 591 VPN tradicionales.............................. 592 VPN peer to peer................................ 594 Ventajas de las VPN........................... 594 Desventajas de las V PN .................... 595 MPLS VPN............................................... 597 Terminología de MPLS VPN............ 597 Tipos de router en MPLS V PN ......... 598 Router Distinguishers......................... 599 Route Targets...................................... 600 Flujo de paquetes en una red MPLS 600 Envíos de paquetes en MPLS VPN.... 601 CAPÍTULO 26: IPsec................................ 603 INTRODUCCIÓN A IPsec .................... 603 Características de IPsec...................... 604 PROTOCOLOS DE IPSEC...................... 605 IKE........................................................ 605 ESP....................................................... 606 A H ........................................................ 606 MODOS DE IPSEC.................................. 607 CABECERAS IPSEC............................... 608 AUTENTICACIÓN DE VECINOS...... 608 INTERNET KEY EXCHANGE............ 609 Protocolos IKE.................................... 609 Fases IK E............................................. 609 Modos IKE........................................... 610 Otras funciones IKE............................ 611 ALGORITMOS DE ENCRIPTACIÓN.. 611 Encriptación simétrica........................ 612 www.FreeLibros.com © RA-MA ÍNDICE 21 Encriptación asimétrica....................................................................................................612 PUBLIC KEYINFRASTRUCTURE................................................................................. 612 CAPÍTULO 27: VPN SITE-TO-SITE................................................................................ 615 INTRODUCCIÓN A LAS VPN SITE-TO-SITE.............................................................. 615 CREACIÓN DE VPN IPSEC SITE-TO-SITE.....................................................................616 PASO 1: Especificación de tráfico interesante............................................................ .616 PASO 2: IKE fase 1 .........................................................................................................616 IKE Transform Sets.......................................................................................................... 618 Intercambio Diffie-Hellman............................................................................................ 620 Autenticación de iguales................................................................................................. 620 PASO 3: IKE fase 2 .........................................................................................................620 IPsec Transform Sets........................................................................................................ 621 Asociaciones de seguridad.............................................................................................. 623 Tiempo de vida de SA ..................................................................................................... 624 PASO 4: Transferencia segura de los datos.................................................................. 624 PASO 5: Terminación del túnel..................................................................................... 624 CONFIGURACIÓN DE UNA VPN SITE-TO-SITE........................................................624 Configuración de la política ISAKMP...........................................................................625 Configuración de los IPsec transform sets.................................................................... 626 Configuración de la Crypto ACL................................................................................... 628 Configuración del Crypto Map.......................................................................................629 Aplicación del Crypto Map a una interfaz.................................................................... 629 Configuración de la ACL en la interfaz.........................................................................630 SECURITY DEVICE MANAGER.....................................................................................631 CONFIGURACIÓN VPN SITE-TO-SITE CON SDM.....................................................633 Asistente VPN site-to-site............................................................................................... 635 Configuración rápida....................................................................................................... 636 Configuración paso a paso........................................................ :................................... 637 Comprobación del túnel VPN IPsec..............................................................................641 MONITORIZACIÓN DEL TÚNEL VPN IPSEC........................ ..................................... 642 CAPÍTULO 28: TÚNELES GRE SOBRE IPsec.............................................................. 645 INTRODUCCIÓN A LOS TÚNELES GRE...................................................................... 645 CABECERA GRE................................................................................................................646 CONFIGURACIÓN BÁSICA DE TÚNELES GRE.........................................................648 TÚNELES GRE SEGUROS.......................................................... ..................................... 649 CONFIGURACIÓN DE GRE SOBRE IPSEC CON SDM ................................................651 www.FreeLibros.com 22 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Creación del túnel GRE..................................................................................................... 652 Creación del túnel GRE de respaldo................................................................................ 653 Información VPN IPsec.................................................................................................... 654 Información de enrutamiento........................................................................................... 654 Validación de la configuración.........................................................................................655 CAPÍTULO 29: ALTA DISPONIBILIDAD EN IPsec...................................................... 657 PUNTOS DE FALLOS COMUNES.................................................................................... 657 Soluciones a los puntos de fallos..................................................................................... 658 MECANISMO DE RECUPERACIÓN DE FALLOS........................................................ 658 Mecanismo IPsec stateless................................................................................................ 659 Dead Peer Detection...........................................................................................................659 IGP en un túnel GRE sobre IPsec.....................................................................................661 HSRP....................................................................................................................................661 Mecanismo IPsec stateful.................................................................................................. 664 IPsec VPN de respaldo para redes W AN........................................................................ 667 CAPÍTULO 30: CISCO EASY VPN..................................................................................... 669 INTRODUCCIÓN A CISCO EASY.................................................................................... 669 Cisco Easy VPN Remóte................................................................................................... 669 Cisco Easy VPN Server..................................................................................................... 670 ESTABLECIMIENTO DE LA CONEXIÓN EASY VPN................................................. 671 IKE Fase 1........................................................................................................................... 672 Estableciendo una SAISAKM P.......................................................................................673 Aceptación de la propuesta S A .........................................................................................673 Autenticación de usuario....................................................................................................673 Modo configuración........................................................................................................... 673 RRI....................................................................................................................................... 673 Modo IPsec rápido........................................................................................................... 674 CONFIGURACIÓN DE EASY VPN SERVER..................................................................674 Configuración de usuario.................................................................................................. 675 Asistente Easy VPN Server............................................................... ................................675 MONITORIZACIÓN DE EASY VPN SERVER.... ........................................................... 679 CAPÍTULO 31: IMPLEMENTACIÓN DEL CLIENTE V PN ........................................683 CLIENTE CISCO VPN ..........................................................................................................683 INSTALACIÓN DEL CLIENTE V P N ................................................................................683 CONFIGURACIÓN DEL CLIENTE V PN ..........................................................................686 www.FreeLibros.com ©RA-M A ÍNDICE 23 Autenticación....................................................................................................................687 Transporte.......................................................................................................................... 687 Servidores de respaldo.....................................................................................................688 Dial-Up.............................................................................................................................. 689 Verificación de la configuración.....................................................................................690 CAPÍTULO 32: PROTECCIÓN Y SEGURIDAD DE DISPOSITIVOS......................691 VULNERABILIDAD DE LOS ROUTERS....................................................................... 691 Servicios vulnerables en el router...................................................................................692 Servicios innecesarios e interfaces..................................................................................692 Servicios de administración............................................................................................ 695 Mecanismos de integridad de rutas................................................................................ 696 Pruebas y escaneos........................................................................................................... 696 Servicios de acceso de seguridad....................................................................................697 Servicios ARP.................................................................................................................. 697 PROTECCIÓN CON AUTOSECURE............................................................................... 698 UTILIZACIÓN DE SDM PARA ASEGURAR EL ROUTER......................................... 699 Asistente Security Audit...................................................................................................700 Asistente One-Step Lockdown........................................................................................702 ADMINISTRACIÓN SEGURA DEL ROUTER.............................................................. 702 Contraseñas.......................................................................................................................703 Limitaciones en las sesiones...........................................................................................704 Contraseñas en el modo setup.........................................................................................706 Contraseñas por línea de comandos............................................................................... 707 Protecciones adicionales................................................................................................. 708 Longitud de las contraseñas............................................................................................ 709 Encriptación de contraseñas............................................................................................709 Banners............................................................................................. ................................ 710 Sesiones individuales............................................................... .......................................711 Niveles de privilegios.......................................................................................................711 VISTAS BASADAS EN ROL.......................................................‘................................... 712 Protección física del router............................................ ................................................. 714 CAPÍTULO 33: AAA................. ............................................................................................715 INTRODUCCIÓN A AAA,................................................................................................. 715 MODO DE ACCESOS AAA...............................................................................................716 PROTOCOLOS TACACS+ Y RADIUS.............................. .............................................716 CONFIGURACIÓN DE AAA CON CLI...........................................................................718 www.FreeLibros.com 24 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Configuración de RADIUS...............................................................................................718 Configuración de TACACS+........................................................................................... 718 Configuración de A A A ..................................................................................................... 718 CONFIGURACIÓN DE AAA CON SDM.......................................................................... 725 RESOLUCIÓN DE FALLOS EN A A A ...............................................................................729 CAPÍTULO 34: PROTECCIÓN ANTE AMENAZAS..................................................... 731 ZONAS DESMILITARIZADAS..........................................................................................731 FUNDAMENTOS DE LOS FIREWALLS.................. .......................................................732 COMPONENTES DEL FIREWALL IOS DE CISCO........................... ............................734 OPERACIÓN DEL FIREWALL IOS...................................................................................735 CONFIGURACIÓN DEL FIREWALL CON CLI..............................................................736 Elección de la interfaz....................................................................................................... 737 Configuración de la ACL................................................... .............................................. 737 Reglas de inspección......................................................................................................... 737 Aplicación de la ACL y la regla de inspección a la interfaz......................................... 738 Verificación de la configuración...................................................................................... 739 CONFIGURACIÓN DEL FIREWALL CON SDM............................................................740 Configuración avanzada.................................................................................................... 742 OPERACIÓN DE LOS IDS EIPS........................................................................................ 749 CATEGORÍAS DE IDS E IPS...............................................................................................749 FIRMAS EN IDS E IPS .......................................................................................................... 750 REACCIÓN ANTE LAS FIRMAS.......................................................................................751 CONFIGURACIÓN DE CISCO IOS IPS.............................................................................752 CONFIGURACIÓN CON SD M ...........................................................................................755 PARTE IV ................................................................................................................................... 761 CAPÍTULO 35: IMPLEMENTACIONES VoIP................................................................763 INTRODUCCIÓN A LAS REDES VoIP............................................................................. 763 Componentes de VoIP...................................................................................................... .764 Interfaces analógicas..........................................................................................................765 Interfaces digitales............................................................................... .............................. 766 Fases de una llamada telefónica.....................................................................................767 Tipos de control de llamada..............................................................................................768 DIGITALIZACIÓN Y ENCAPSULADO DE VOZ............................................................ 771 Conversión analógica digital....................... ............. ....................................................... 771 Conversión digital analógica............................................................................................. 771 Teorema de Nyquist-Shannon y la cuantificación....................................................... 772 www.FreeLibros.com ©RA-M A ÍNDICE 25 Calidad y compresión del ancho de banda.....................................................................774 Procesadores de señal digital.......................................................................................... 776 ENCAPSULACIÓN V oIP .................................................................................................. 777 Reducción del tamaño de las cabeceras......................................................................... 779 CÁLCULO DEL ANCHO DE BANDA............................................................................. 780 Ancho de banda en VoIP................................................................................................. 780 Sobrecarga de la capa de enlace......................................................................................781 Sobrecarga debida a seguridad y tunelización...............................................................782 Cálculo del ancho de banda total para una llamada de VoIP........................................783 Detección de la actividad de voz.....................................................................................785 IMPLEMENTACIÓN DE VoIP EN UNA RED EMPRESARIAL................................. 786 Gateway de voz en un router Cisco................................................................................ 788 Cisco Callmanager........................................................................................................... 788 Modelos de despliegue V oIP..........................................................................................789 CAPÍTULO 36: CALIDAD DE SERVICIO...................................................................... 791 CONVERGENCIA DE RED Y QoS...................................................................................791 Ancho de banda disponible............................................................................................. 792 Retraso de extremo a extremo......................................................................................... 793 Variación del retraso........................................................................................................794 Pérdida de paquetes..........................................................................................................794 IMPLEMENTACIÓN DE QoS........................................................................................... 795 Identificación del tráfico y sus requerimientos............................................................. 796 Clasificación del tráfico.................................................................................................. 796 Definición de políticas para cada clase.......................................................................... 797 MODELOS DE QoS............................................................................................................. 797 Modelo Best-Effort..........................................................................................................797 Modelo de servicios integrados.......................................................................................798 Modelo de servicios diferenciados................................................................................. 799 MÉTODOS DE IMPLEMENTACIÓN DE QoS . ............................................................ 799 Método antiguo de línea de comandos.......................................................................... 799 Interfaz de línea de comandos de QoS modular............................................................ 799 AutoQoS............................................................................................................................801 Security Device Manager................................................................................................ 802 www.FreeLibros.com 26 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo CAPÍTULO 37: ADMINISTRACIÓN DEL TRÁFICO................................................... 807 CLASIFICACIÓN Y MARCADO DE TRÁFICO..............................................................807 CoS en la trama Ethernet 802.1Q/P................................................................................. 808 QoS en Frame-Relay y ATM ............................................................................................809 QoS en MPLS..................................................................................................................... 810 CLASES DE SERVICIO Q oS............................................................................................... 815 FRONTERAS DE CONFIANZA......................................................................................... 816 NETWORK B ASED APPLICATION RECOGNITION................................................... 817 CONFIGURACIÓN DE NB A R ............................................................................................818 CAPÍTULO 38: ADMINISTRACIÓN DE COLAS Y CONGESTIÓN........................ 821 CONGESTIÓN Y COLAS.................................................................................................... 821 First In First Out................................................................................................................. 823 Priority Queuing................................................................................................................. 823 Round Robin.......................................................................................................................824 Weighted Round Robin..................................................................................................... 824 WEIGHTED FAIR QUEUING.............................................................................................825 Configuración y monitorización de WFQ....................................................................... 827 CLASS BASED WEIGHTED FAIR QUEUING................................................................829 Clasificación, programación y garantía de ancho de banda...........................................830 Configuración y monitorización de CBWFQ................................................................. 831 LOW LATENCY QUEUING................................................................................................832 Configuración y monitorización de LLQ.........................................................................832 EVITANDO LA CONGESTIÓN..........................................................................................834 Limitaciones de tail drop................................................................................................... 834 Random Early Detection................................................................................................... 835 Weighted Random Early Detection................................................................................. 836 Class Based Wighted Random Early Detection............................................................. .837 Configuración de CBWRED.............................................................................................837 CAPÍTULO 39: MANIPULACIÓN DEL TRÁFICO Y EL ENLACE..........................841 CONTROL Y MANIPULACIÓN DEL TRÁFICO............................................................841 Medición de volumen de tráfico...................................................................................... 844 Mecanismos de Policing y Shaping................................................. ............................... 845 MECANISMOS DE EFICIENCIA DEL ENLACE............................................................845 Compresión de la carga útil de capa 2 .............................................................................845 Compresión de cabeceras.................................................................................................. 846 Fragmentación e intercalado.............................................................................................846 www.FreeLibros.com © RA-MA ÍNDICE 27 CAPÍTULO 40: PRECLASIFICACIÓN Y DESPLIEGUE DE Q oS............................ 847 PRECLASIFICACIÓN DE Q oS ..........................................................................................847 Opciones en la preclasificación....................................................................................... 847 QoS DE EXTREMO A EXTREMO.................................................................................... 848 Acuerdos de nivel de servicio en Q oS............................................................................849 Implementaciones de QoS en campus empresarial........................................................850 Implementaciones de QoS en el borde W AN................................................................ 851 Control Plañe Policing..................................................................................................... 852 CAPÍTULO 41: IMPLEMENTACIÓN DE AutoQoS......................................................855 INTRODUCCIÓN A A utoQo S ..........................................................................................855 IMPLEMENTACIÓN DE A utoQoS ................................................................................. 857 Despliegue de AutoQoS Enterprise................................................................................ 858 AutoQos VoIP en Switch Catalyst.................................................................................. 859 Automatización con AutoQoS........................................................................................ 859 Problemas comunes en AutoQoS.................................................................................... 862 VERIFICACIÓN DE A utoQo S ......................................................................................... 862 CAPÍTULO 42: IMPLEMENTACIÓN DE QoS EN LAS WLAN.................................865 CALIDAD DE SERVICIO EN LAS WLAN.......................................................................865 Descripción de QoS WLAN.............................................................................................866 Arquitectura SPLIT MAC y LAP................................................................................... 866 IMPLEMENTACIÓN DE QoS WLAN..............................................................................867 CONFIGURACIÓN DE QoS EN WLAN...........................................................................869 CAPÍTULO 43: ENCRIPTACIÓN Y AUTENTICACIÓN WLAN...............................873 PROBLEMAS DE SEGURIDAD EN LAS WLAN........................................................... 873 802. IX Y AUTENTICACIÓN EAP.................................................................................... 873 LEAP..................................................................................................................................874 EAP-FAST....................................................... '............................................ ................ 875 EAP-TLS........................................................... ............................................ .................. 877 PEAP........................................................................................... :................................... 878 WPA, 802.1 li, y WPA2..... .............................................................................................879 CONFIGURACIÓN DE AUTENTICACIÓN Y ENCRIPTACIÓN EN LAP.................882 Autenticación abierta........................................................................................................ 882 Autenticación WEP estática.............................................................................................882 WPA Preshared Key..........................................................................................................883 Autenticación WEB.......................................................................................................... 884 Autenticación 802. IX....................................................................................................... 885 www.FreeLibros.com 28 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo CAPÍTULO 44: ADMINISTRACIÓN W LAN................................................................... 887 REDES UNIFICADAS CISCO WIRELESS................. ......................................................887 Implementaciones Cisco W LAN..................................................................................... 888 CISCO WORKS WIRELESS LAN SOLUTION ENGINE...............................................888 Beneficios de WLSE....................................................................................;...................889 Cisco Works WLSE Y WLSE Express...........................................................................889 Configuración de WLSE Express simplificada.............................................................. 890 Plantillas de configuración WLSE................................................................................... 890 CISCO WIRELESS CONTROL SYSTEM................... ......................................................890 Características del sistema WCS.......................................................................................891 Wireless Location Appliance................................ ........................................................... 893 Aplicaciones Wireless Location Appliance.................................................................... 894 CONFIGURACIÓN DE WCS...............................................................................................894 Configuración de puntos de acceso.................................................................................. 896 Mapas WCS....... .................................................................................................................896 Detección de AP falsos................................................ .....................................................898 APÉNDICE : MATEMÁTICAS DE REDES................. .................................................... 899 NÚMEROS BINARIOS.........................................................................................................899 Conversión de binario a decimal...................................................................................... 900 Conversión de decimal a binario.......................................................................................901 NÚMEROS HEXADECIMALES........................................................................................ 902 Conversión de números hexadecimales...........................................................................903 DIRECCIONAMIENTO IP................................................................................................... 903 Clases de direccionamiento IP ......................................................................................... 904 SUBREDES............................................................................................................................. 905 Procedimiento para la creación de subredes................................................................... 905 MÁSCARAS DE SUBRED DE LONGITUD VARIABLE.............................................. .909 Proceso de creación de VLSM......................................................................................... 909 Secuencia para la creación de VLSM ..............................................................................910 Resumen de ruta con VLMS.............................................................................................911 Descripción del funcionamiento de CIDR...................................................................... 911 WILDCARD............................................................................................. ............................912 Secuencia para la creación de las wildcard..................................................................... 913 ÍNDICE ALFABÉTICO...........................................................................................................915 www.FreeLibros.com INTRODUCCIÓN En abril de 1998, Cisco System, Inc. anunció una nueva iniciativa de desarrollo profesional llamada Cisco Career Certifications. Hasta la fecha estas certificaciones han satisfecho las exigencias de los mejores profesionales y empresas del mercado. El CCNP (Cisco Certified NetWork Professional) es la certificación profesional de Cisco System ubicada en el centro de la pirámide que representa las certificaciones de este gigante de las comunicaciones. El CCNA (Cisco Certified NetWork Associate) es la base y la escala inicial de las certificaciones de redes Cisco y el CCIE (Cisco Certified Intemetwork Expert) es la .cima a la que todo profesional de las redes quisiera llegar. Los exámenes que componen la certificación se realizan en inglés y no importa el orden con que se presenten, abarcando un extenso y complejo temario exigiendo un alto nivel de conocimientos. Hasta el momento el material bibliográfico para estos exámenes existía únicamente en inglés. www.FreeLibros.com 30 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Este libro representa un avance en la manera de encarar esta certificación aportando un valioso material en español para todos aquellos hispano parlantes que carecían hasta el momento de un material como éste. Los autores han hecho hincapié en la manera de compilar el material en un sólo volumen utilizando ejemplos reales y manteniendo la terminología técnica en inglés como se utiliza cotidianamente en los ambientes laborales. No debe confundirse el hecho de que el material en español desvirtúa la “profesionalidad” de la certificación, ni que es más difícil aprobar un examen en inglés estudiando en español. Por el contrario este libro puede ser el primer acercamiento de los estudiantes que hasta ahora han tenido como primera barrera el idioma y como segunda, la imposibilidad de tener un material de consulta simplificado y en español. Los autores han tenido en cuenta muchos de los términos cuya traducción representaría una confusión, dejándolos tal cual se les conoce en el argot de las redes aportando además su experiencia profesional. Respecto a ellos fluye una larga trayectoria en el ámbito técnico y educativo. Ambos poseen valiosas certificaciones tales como el CCAI, CCNP y CCIE, entre otras. El libro contiene cuarenta y cuatro capítulos divididos en cuatro partes bien definidas donde se abarcan temas como enrutamiento, conmutación, VoIP, MPLS, seguridad, wireless, QoS, etc., cuyo orden facilita la lectura y el aprendizaje. Para aquellos que persiguen la certificación CCNP, deben saber que para obtenerla, además de los exámenes necesarios según la versión, es imprescindible poseer la certificación CCNA y que tanto una como la otra caducan a los tres años. Los técnicos que estén en posesión de la certificación CCNA cuya fecha de caducidad esté próxima podrán mantenerla vigente si presentan alguno de los exámenes del CCNP antes de la prescripción del CCNA. Una buena recomendación es comenzar la lectura de este libro con tiempo suficiente, mucho antes de la fecha de expiración del CCNA, efectuar las prácticas y los test necesarios y por qué no, realizar cuestionarios en inglés. Para los técnicos que sólo necesitan material de consulta, todo el contenido del libro ha sido revisado y actualizado de tal manera que no habrá obstáculos de entendimientos técnicos o idiomáticos y será sin dudas un beneficio añadido para la resolución de incidencias o nuevas configuraciones. Para cualquiera de los casos el aporte de este libro trae consigo un gran esfuerzo de más de dos años de recopilación y estudio de materiales, un análisis de lo que es realmente contribución y de lo que es sólo un discurso inútil. Vale decir una vez más que la experiencia de los autores ha permitido filtrar lo innecesario, valorar lo fundamental y volcarlo de manera racional sobre el papel. www.FreeLibros.com © RA-M A INTRODUCCIÓN 31 Finalmente y ante cualquier duda sobre la certificación CCNP es posible consultar la Web de Cisco en: http://www.cisco.com/web/leaming/le3/le2/le37/lel0/leaming certification tvpe h ome.html www.FreeLibros.com 32 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Acerca de los autores Ernesto Ariganello es ingeniero de comunicaciones, instructor certificado de Cisco Networking Academy, imparte cursos relacionados con redes y comunicaciones. Especialista en electrónica de hardware de alta complejidad. Posee varias certificaciones entre ellas el CCNP. Es, además, consultor especializado en comunicaciones de datos para varias empresas de la Unión Europea. Su trabajo en educación y formación es sumamente valorado en Europa y Latinoamérica, fundamentado en clases claras, dinámicas y muy prácticas por donde han pasado más de 500 alumnos en diferentes centros de formación y empresas. Ha editado varios libros de los cuales su primera obra “Guía de estudio para la certificación CCNA 640-801” es reconocida como una de las pioneras, con contenidos escritos íntegramente en español dedicados al tan valorado examen de certificación CCNA. Enrique Barrientes Sevilla comenzó su carrera técnico-profesional en el año 2003. Desde entonces ha compaginado su labor en las telecomunicaciones con la formación en nuevas tecnologías, impartiendo cursos en varias especialidades tales como Cisco y Microsoft. Ha trabajado en proyectos de grandes magnitudes para varias de las más importantes empresas españolas, irlandesas y norteamericanas del sector. Posee varias certificaciones de diversos fabricantes entre las que destaca el CCIE #23973 en la especialidad de Routing and Switching. Actualmente es un referente dentro del grupo de Ingeniería IP de una importante Multinacional y es, además, colaborador de varias consultoras de la Comunidad Europea. Su pasión por la formación ha sido, sin dudas, un aporte fundamental para la creación de este libro. www.FreeLibros.com ©RA-M A INTRODUCCIÓN 33 Agradecimientos de Ernesto Hace ya algunos años un joven entró en una de mis clases de Frame-Relay con una educación y una modestia poco común en jóvenes de su edad. Quién diría entonces que aquel joven estaría hoy en día dando vueltas por el mundo con su certificación CCIE bajo el brazo y sin perder en ningún momento los papeles que lo hicieron convertirse en un amigo. Enrique Barrientos es hoy un ejemplo de lucha para todos los jóvenes que persiguen una meta digna y honorable. Para él va este agradecimiento. A mis editores, por confiar en mí una vez más, a todos los alumnos e instructores con los que he tenido el placer de trabajar todos estos años, de los cuales siempre he aprendido algo. A todos ellos también va este agradecimiento. A mi familia, a los amigos de Argentina y España por su apoyo constante, a mis compañeros de trabajo que han visto crecer al “monstruo ” hasta convertirse en libro. No debo olvidarme del siempre intrépido Eduardo Collado por su colaboración en este libro y por su desinteresada amistad. A Elizabeth, mi esposa, cuya energía inagotable mueve cielos y montañas y a mi hijo Germán, convertido en un joven inquieto y talentoso. A ambos gracias por estar siempre presentes en los momentos difíciles. Por último pero no menos importante al lector, por confiar en mi trabajo y por honrarme una vez más con su interés por aprender con mis libros. Ernesto Ariganello www.FreeLibros.com 34 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Agradecimientos de Enrique Corría el año 2002 cuando por motivos laborales tuve que irme de León (como tanta otra gente) para buscar trabajo en Madrid. Allí tuve la suerte de conocer a Ernesto y Eduardo, ambos fueron mis dos primeros profesores en tecnologías Cisco. Pero no quedó ahí la cosa, hicieron que mi adaptación a la gran ciudad fuera más llevadera y me enseñaron varias lecciones de las que no vienen en los libros. Ambos se convirtieron en amigos de esos que puedes contar con los dedos de las manos. Gracias. A mi familia y amigos por su apoyo y por estar ahí cuando se les necesita. A Genny, quien día a día no deja de sorprenderme y que sin su apoyo este libro hubiera quedado en la lista de proyectos inacabados. A mis padres, Chony y Quique, por enseñarme que en la vida no hay problemas, sino retos que han de ser superados. A mis hermanos María y Jesús porque cuando hablo con ellos me hacen regresar atrás en el tiempo y recordar mil y una aventuras. A Santi, por enseñarme la importancia de buscar la lógica de las cosas. A Marisa, por mostrarme el valor de la constancia. Finalmente al lector, por darme la oportunidad de poder contribuir a su formación. Enrique Barrientos Sevilla www.FreeLibros.com © RA-MA INTRODUCCIÓN 35 Convenciones sobre sintaxis de comandos Las convenciones que se utilizan para representar la sintaxis de comandos en este libro son las mismas que se utilizan en Cisco IOS Command Reference. Los autores han preferido conservar los argumentos en idioma inglés tal como aparecerían tras ejecutar un comando ayuda. • La negrita representa comandos y palabras clave que se escriben tal y como se muestra. • La cursiva indica argumentos para los que hay que suministrar valores. • Los corchetes [ ] indican elementos opcionales. • Las llaves { } contienen una elección de palabras clave necesarias. • Las barras verticales | separan elementos alternativos y exclusivos entre sí. • Las llaves y las barras verticales entre corchetes, por ejemplo [x {y | z}] indican una opción necesaria en un elemento opcional. No es necesario introducir lo que hay entre los corchetes, pero si lo hace, tendrá algunas opciones necesarias en los corchetes. Advertencia Se ha realizado el máximo esfuerzo para hacer de este libro una obra tan completa y precisa como sea posible, pero no se ofrece ninguna garantía implícita de adecuación a un fin en particular. La información se suministra “tal como está”. Los autores no serán responsables ante cualquier persona o entidad con respecto a cualquier pérdida, daño o perjuicio que pudieran resultar emergentes de la información contenida en este libro. Todos los términos mencionados en este libro que, según consta, pertenecen a marcas comerciales o marcas de servicios, se utilizan únicamente con fines educativos. No debe considerarse que la utilización de un término en este libro afecte la validez de cualquier marca comercial o de servicio. Los conceptos, opiniones y gráficos expresados en este libro por los autores no son necesariamente los mismos que los de Cisco Systems, Inc. Los iconos y topologías mostradas en este libro se ofrecen con fines de ejemplo y no representan necesariamente un modelo de diseño para redes. Las configuraciones y salidas de los routers se han tomado de equipos reales y se ha verificado su correcto funcionamiento. No obstante, cualquier error en la trasncripción es absolutamente involuntario. www.FreeLibros.com 36 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Algo para compartir Este libro que tienen en sus manos es un libro muy especial, detrás de sus páginas hay mucho trabajo, buen hacer, energía, ganas y entusiasmo, en definitiva, algo para compartir. Siempre he tenido la convicción de que un examen de certificación y cualificación técnica es un examen de conocimientos técnico y no un examen de idioma, por ello para un estudiante no angloparlante supone un enorme problema enfrentarse a una desmedida montaña de documentación en una lengua que no es la suya, una vasta bizarría no justificada, que ha quedado resuelta en este libro, añadiendo por otro lado la garantía personal que nos aportan los dos autores de la presente obra. Corría el año 2003 y tuve la suerte de conocer a Ernesto Ariganello y a Enrique Barrientos, me encontré con dos personas con una enorme motivación, gran cantidad de conocimiento y una impresionante capacidad de comunicación. Estuve trabajando con ellos durante unos meses muy intensos, la dimensión con la que vivimos aquel tiempo hizo que nunca volviéramos a separarnos. Con ellos tengo recuerdos muy intensos preparando documentación, planificando laboratorios, configuraciones, el día que Ernesto y yo aprobamos nuestro primer examen teórico de CCIE, y por supuesto el correo que Kike nos mandó a ambos el 31 de Marzo de 2009, titulado ‘Algo para compartir”, donde nos comunicaba que acababa de recibir su aprobado del examen práctico CCIE Routing & Switching, y su número de CCIE, el 23.973. Por un lado Ernesto, una persona muy reflexiva, siempre organizando, siempre preparando y siempre a punto; por otro lado Enrique, aunque todos le llamamos Kike, siempre fue, es y será con toda seguridad una fuente de energía, para el que no existe ni el cansancio ni el agotamiento. Conociendo a los autores, no podía brotar un libro mejor que éste, por un lado la perfección siempre buscada por Ernesto y por otro lado la energía exhibida por Kike, y por supuesto, el buen hacer y la calidad del trabajo de ambos, dan como resultado este libro de preparación del CCNP completo, claro, conciso, siendo el primer material que cubre todo el contenido del CCNP en español, una enorme y titánica tarea. Esta obra, a mi form a de ver, pretende que los estudiantes puedan evadirse del lúgubre estado que representan las montañas de información en inglés para poder acceder a un luminoso estado que insiste en la fortaleza de la formación técnica eliminando las barreras idiomáticasy culturales. Eduardo Collado www.FreeLibros.com PARTE I www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com Capítulo 1 EIGRP INTRODUCCIÓN A EIGRP EIG R P (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) es un protocolo vector distancia, que usa el mismo sistema de métricas sofisticadas que IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) y que utiliza DUAL (Diffusing Update Algorithm) para crear generar las bases de datos de topológica. EIGRP utiliza principios de los protocolos de estado de enlace, es por ello que muchas veces se lo llame protocolo híbrido, aunque sería más correcto llamarlo protocolo de vector distancia avanzado. EIGRP es eficiente tanto en entornos IPv4 como IPv6, los fundamentos no cambian. Es importante tener en cuenta que este protocolo es una solución propietaria de Cisco, es decir, que en situaciones donde se aplican dispositivos de otros fabricantes no funcionará; de ser así habrá que migrar a una solución estándar en el futuro. EIGRP surge para eliminar las limitaciones de IGRP, aunque sigue siendo sencillo de configurar, utiliza pocos recursos de CPU y memoria. Se trata de un protocolo vector distancia avanzado, manteniendo las mejores características de los protocolos de ese tipo. www.FreeLibros.com 40 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Cisco define cuatro propiedades principales de EIGRP: • Protocol-dependent modules: soporta varios tipos de protocolos de capa 3, como son IPv4 o IPv6. • Reliable Transfer Protocol (RTP): EIGRP envía paquetes utilizando protocolos confiables. • Neighbor discovery and recovery: EIGRP utiliza helios para identificar a los nuevos routers vecinos y también darse cuenta de la pérdida de los mismos. • Diffusing Update Algorithm (DUAL): es el algoritmo que EIGRP utiliza para identificar las posibles rutas para alcanzar un destino y para luego elegir la mejor; además DUAL selecciona caminos “alternativos” en caso de que el principal falle. Funcionamiento de EIGRP EIGRP envía actualizaciones “confiables” identificando sus paquetes con el protocolo IP número 88. Estas actualizaciones confiables o fiables significan que el destino tiene que enviar un acuse de recibo (ACK) al origen, es decir, que debe confirmar que ha recibido los datos. EIGRP utiliza comunicaciones: los siguientes tipos de paquetes IP durante las • Helio: se envían periódicamente usando una dirección multicást para descubrir y mantener relaciones de vecindad. • Update: anuncian las rutas, se envían de manera multicást. • Ack: se envían para confirmar la recepción de un update. • Query: se usa como consulta de nuevas rutas cuando el mejor camino se ha perdido. Cuando el router que envía la consulta no recibe respuesta de alguno de sus vecinos volverá a enviarla pero esta vez en unicast, y así sucesivamente hasta que reciba un reply o hasta un máximo de 16 envíos. • Reply: es una respuesta a una query, con el camino alternativo o simplemente indicando que no tiene esa ruta. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 41 Mediante los helios el router descubre a los vecinos, los paquetes son enviados periódicamente para mantenerlos en una lista de vecindad. Cuando no se recibe un helio de un determinado vecino durante un tiempo establecido (hold time) se dará por finalizada la relación de vecindad y será necesario recalcular. EIGRP comienza a descubrir vecinos vía multicást, esperando confirmaciones vía unicast. La tabla de vecinos sirve para verificar que cada uno de ellos responde a los helios; en caso de que no responda se enviará una copia vía unicast, hasta un máximo de 16 veces. Métrica EIGRP EIGRP utiliza una métrica sofisticada basándose en los siguientes factores: • Bandwidth, ancho de banda. • Load, carga. • Reliability, fiabilidad • Delay, retraso. 7 t - 7 7 K 2 x bandwidth 7 7 ^ K. métrica = 256 x K , x bandwidth H---------------------------1- K , x delay x ------------- --------256 - load ) reliability + K 4 EIGRP utiliza una métrica de enrutamiento compuesta. La ruta que posea la métrica más baja será considerada la ruta más óptima. Las métricas de EIGRP están ponderadas mediante constantes desde K1 hasta K5 que convierten los vectores de métrica EIGRP en cantidades escalables. La métrica utilizada por EIGRP se compone de: • K1 = Bandwidth (ancho de banda): valor mínimo de ancho de banda en kbps en la ruta hacia el destinó. Se define como 10 elevado a 7 dividido por el ancho de banda del enlace más lento de todo el camino. • K2 = Reliability (fiabilidad): fiabilidad entre el origen y el destino, determinado por el intercambio de mensajes de actividad expresado en porcentajes. Significa lo confiable que puede ser la interfaz, en un rango expresado entre 255 como máximo y 1 como mínimo, normalmente esta constante no se utiliza. www.FreeLibros.com 42 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo • K3 = Delay (retraso): retraso de interfaz acumulado a lo largo de la ruta en microsegundos. • K4 = Carga: carga de un enlace entre el origen y el destino. Medido en bits por segundo es el ancho de banda real de la ruta. Se expresa en un rango entre 255 como máximo y 1 como mínimo, normalmente esta constante no se utiliza. • K5 = MTU: valor de la unidad máxima de transmisión de la ruta expresado en bytes. La métrica EIGRP se calcula en base a las variables resultantes de las constantes K1 y K3. Se divide por 107 por el valor mínimo de ancho de banda, mientras que el retraso es la sumatoria de todos los retrasos de la ruta en microsegundos y todo multiplicado por 256. ( , . 107 v - i delay\ métrica = 256 x ----------------------------- 1- / , ------\Min{anchodebanda) 10 J En el siguiente ejemplo la ruta hacia el destino desde R l, R2, R3, R4 es elegida como la mejor. El enlace de menor ancho de banda de esta ruta es de 768 Kbps, mientras que en la ruta por R l, R6, R5, R4 el enlace de menor ancho de banda es de 512 Kbps. M é trica =5 02 27 20 M étrica= 6689536 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 1. EIGRP ©RA-M A 43 El cálculo de la métrica por R l, R2, R3, R4 es el siguiente: métrica = 256 x f 10 7 + 22000 + 22000 + 22000 = 5022720 10 El cálculo de la métrica por R l, R6, R5, R4 es el siguiente: métrica = 256 x 10 7 512 + 22000 + 22000 + 22000 ^ 10 = 6689536 / DUAL El Diffusing Update Algorithm (DUAL) es el protocolo empleado por EIGRP para encontrar caminos alternativos y libres de bucles (loop) para que en el caso de que el camino principal falle usar una de estas rutas alternativas sin tener que recalcular o lo que es lo mismo, sin tener que preguntar a los vecinos acerca de cómo llegar al destino. La terminología empleada por DUAL se basa en los siguientes conceptos: • Advertised Distance (AD): coste desde el origen hasta el router vecino hasta el destino. • Feasible Distance (FD): mejor métrica desde el router vecino hasta el destino más la métrica que el router origen necesita para alcanzar a ese vecino. • Feasible Condition (FC): es la condición que ha de cumplirse para añadir un posible camino a la tabla de topologías La Advertised Distance advertida por el vecino ha de ser menor que la Feasible Distance. • Feasible Successor (FS): es la forma dé definir un router de respaldo o backup para el caso de que la ruta al vecino a través del cual estamos encaminando tráfico se caiga. El Feasible Successor se habilita sin necesidad de envíos de queries a los vecinos para tratar de averiguar otro posible camino hacia el destino. www.FreeLibros.com 44 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Queries Cuando una ruta se cae y no existe un Feasible Successor en la tabla de topologías, se envían queries a los routers vecinos para determinar cuál de ellos puede alcanzar al destino. En el caso de que éstos no tengan conocimiento, preguntarán recursivamente a sus respectivos vecinos y así sucesivamente. En el caso de que nadie resuelva la consulta, comienza un estado conocido como SIA (Stuck In Active) y el router dará tiempo vencido a la query. Este estado se puede evitar con un buen diseño de red. EIGRP utiliza Split Horizon como mecanismo de prevención de loops, evitando enviar actualizaciones de rutas en la misma interfaz por la que han sido recibidas. El siguiente gráfico ejemplifica el funcionamiento de las queries. Si el enlace entre el router B y el router C se cae, el router B pierde su único camino hacia 172.16.0.0. Gracias a las queries el router B puede buscar esa ruta a través de sus otros vecinos, el router B preguntará al router A y a su vez el router A preguntará al router E. B c E Las queries se propagarán hasta que algún router responda o hasta que no queden más routers a los que preguntar. Cuando se envía una querie el router entra en estado “active” y pone en marcha un contador de tiempo, por defecto 3 minutos. Cuando este tiempo expira y no ha recibido respuesta, el router entra en estado SIA. Generalmente el router entra en este estado cuando existe algún bucle o el alcance de las queries no está debidamente limitado y se va más allá del área. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 1. EIGRP 45 Existen dos maneras de controlar las queries, la primera es mediante sumarización y la segunda es mediante stub routing. Actualizaciones incrementales EIGRP utiliza periódicamente paquetes helio para mantener la relación con sus vecinos, pero el caso de las actualizaciones de enrutamiento es diferente ya que sólo se intercambian actualizaciones de ruta en el caso de que se pierda o añada una nueva ruta y estas actualizaciones son incrementales. El único momento que EIGRP utiliza actualizaciones totales es cuando establece las relaciones iniciales con otros routers. Actualizaciones multicást EIGRP utiliza direccionamiento multicást y unicast. EIGRP utiliza RTP (Real Time Protocol), que es un protocolo propietario de Cisco para controlar la comunicación entre paquetes EIGRP. Estos paquetes son enviados con un número de secuencia y deben ser confirmados en el destino. Los paquetes Helio y los ACK no necesitan ningún tipo de confirmación mientras que los paquetes update, query y reply sí necesitan confirmación del destino. Las actualizaciones son enviadas mediante el uso de multicást. Dicha dirección multicást es de Clase D, 224.0.0.10. Cuando el vecino recibe un multicást confirma la recepción mediante un paquete unicast no confiable. El uso del direccionamiento multicást demuestra la evolución de este protocolo siendo de esta forma más efectivo que los protocolos que utilizan broadcast, como por ejemplo RIPvl o IGRP. BALANCEO DE CARGA DESIGUAL EIGRP es el único protocolo de enrutamiento que proporciona la capacidad de hacer balanceo de carga desigual: todos los demás protocolos nos permiten hacer balanceo de carga de forma equitativa a todos los enlaces en el caso de que el coste al destino sea el mismo. Sin embargo EIGRP mediaiite el uso de la varianza permite el balanceo de carga del tipo desigual. Esto se realiza multiplicando la lista feasible por la varianza que por defecto tiene un valor de uno. Si este último valor fuese, por ejemplo, 3 la feasible lista se multiplicaría por 3 cualquier otra feasible lista que tuviera un valor menos al producto resultante serviría de igual manera para transmitir datos, ahora bien, EIGRP no transmitiría datos de forma equitativa por ambos canales sino que utilizaría las métricas para decidir qué porcentaje enviaría por cada enlace. Por ejemplo, si un enlace es de 3Mbps y otro de IMbps enviaría tres veces más datos por el primero. www.FreeLibros.com 46 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo TABLAS EIGRP EIGRP mantiene tres tipos de tablas, 1. La tabla de vecindad, en ella se listan todos los vecinos EIGRP. 2. La tabla de topologías, en ella se listan todos los posibles caminos y todas las posibles redes. 3. La tabla de enrutamiento, donde constan la o las redes principales en el caso de tener balanceo de carga. Tabla de vecindad La tabla de vecinos es creada y mantenida mediante el uso de paquetes Helio. Estos paquetes son enviados en un principio para descubrir a los vecinos y luego se envían periódicamente para mantener información del estado de estos. Helio utiliza la dirección multicást 224.0.0.10. Cada protocolo de capa 3 soportado por EIGRP (IPv4, IPv6, IPX y Apple Talk) tiene su propia tabla de vecinos, esta información no es compartida entre estos protocolos. Contenidos de la tabla de vecinos La tabla de vecindad contiene las siguientes informaciones: • La dirección de capa 3 del vecino. • La interfaz a través de la cual se ha escuchado el helio. • El holdtime, que es un período de tiempo de espera antes de declarar al vecino como muerto. El período del holdtime suele ser por defecto tres veces el intervalo entre los helio. • El Uptime que se define como el período de tiempo en que se ha recibido el primer helio del vecino. • Número de secuencia, EIGRP lleva un registro de todos los paquetes que se van enviando entre vecinos, en estos valores se incluye el último número de secuencia que se ha enviado al vecino como así también el último número de secuencia que el vecino ha enviado al router. • RTO, retransmisión Timeout, éste es el período de tiempo que el router esperará antes de retransmitir un paquete que ya haya sido enviado a través de un protocolo orientado a la conexión. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 1. EIGRP © RA-MA 47 • SRTT, Smooth Round Trip Time, con el que se calcula el RTO. Es el tiempo medido en milisegundos que un paquete tarda en llegar a un vecino y recibir un acuse de recibo por parte de éste. • Número de paquetes en cola, esto permite monitorizar al administrador de la red si existe congestión en la red. Establecimiento de la vecindad Todos los routers EIGRP se anuncian' periódicamente a sus vecinos mediante el protocolo helio utilizando la dirección multicást 224.0.0.10. Los demás routers al escuchar estos helio añaden a éste en la tabla de vecindad que se mantiene establecida siempre y cuando se sigan escuchando periódicamente los paquetes helio. Si trascurrido el tiempo de hold timer dicho vecino se declarara como no operacional será eliminado de la tabla de vecinos. Como se ha dicho anteriormente el hold timer es tres veces el período helio, es decir, que si se pierden tres helio se dará por caído al vecino. Para interfaces rápidas o tipo LAN se enviarán paquetes helio cada 5 segundos mientras el hold timer será de 15. Para el caso de interfaces tipo WAN o más lentas el período será cada 60 segundos y el hold timer de 180. Para establecerse la vecindad se deben cumplir tres condiciones: 1. El router debe escuchar un helio por parte de su vecino. 2. El sistema autónomo que está configurado en el router EIGRP debe ser igual en ambos vecinos. 3. Los valores de las constantes “K” utilizados para el cálculo de la métrica tienen que ser iguales para todos los vecinos. La sintaxis muestra un ejemplo de un show ip eigrp neighbors Router#show ip eigrp neighbors IP-EIGRP neighbors for process 45 H Address Interface Hold Uptime (sec) 0 172.16.2.1 S0/0 10 08:10:01 SRTT RTO Q Seq Type (ms) Cnt Num 1 1100 2 276 Creando la tabla de topología Después de que el router conoce quiénes son sus vecinos, es capaz de crear una tabla topológica y de esa manera asignar el successor y el feasible successors para cada una de las rutas. Además de los successors se agregan también las otras www.FreeLibros.com 48 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo rutas que se llaman possibilities. La tabla de topología se encarga de seleccionar qué rutas serán pasadas a la tabla de enrutamiento. La tabla de topología contiene la siguiente información: • El estado de la ruta, activa o pasiva. • Información de las actualizaciones hacia los vecinos. • Información de los envíos de paquetes query hacia algunos de los vecinos, que de ser así, al menos una de las rutas debe estar marcada como activa. • Si se han enviado paquetes query se activa un contador a la espera de una respuesta del vecino. • Si se han enviado respuestas a las consultas de algún vecino. • Información sobre prefijos, máscaras, interfaces, próximosalto, rutas remotas y las distancias feasible y advertised para todas las redes remotas. La tabla de topología se ha creado a partir de los paquetes de actualizaciones que se han intercambiado entre los vecinos y de las respuestas a los paquetes query que se han enviado a los demás routers. Las consultas y respuestas que DUAL utiliza son enviadas de manera confiable usando una dirección multicást y el protocolo RTP, propietario de Cisco. Si el router no escucha un acuse de recibo (ACK) dentro del tiempo estipulado, retransmitirá el paquete de manera unicast. Si luego de 16 intentos no se obtiene respuesta, se declara a ese vecino como muerto. Cada vez que el router envía un paquete RTP incrementa la secuencia en 1. El router debe escuchar un ACK de cada uno de los routers antes de enviar el siguiente paquete. Esta forma de enviar retransmisiones de manera unicast hace que sea menor el tiempo que se tarda en construir las tablas. Cuando el router tiene conocimiento de la constitución de la topología, utiliza DUAL para determinar cuál es la mejor ruta hacia la red remota, que es finalmente agregada a la tabla de enrutamiento. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 1. EIGRP © RA-MA 49 Manteniendo la tablas de topología La tabla de topologías podría cambiar en el caso de que se añadiera una nueva red, de que cambiara el sucesor o de que se perdiera una red. La imagen muestra el flujo de datos cuando el router pierde una conexión. La tabla de topología lleva un registro de todos los paquetes que han sido enviados a los vecinos, también identifica el estado de las redes. Recordando que el estado activo significa que hay algún tipo de problema en la red, mientras que en pasivo no existe problema alguno. Debido a que la tabla de enrutamiento se construye a partir de la de topología, ésta debe contener toda la información que es requerida por ésta, incluido el próximo salto (next hop) del vecino con su respectiva métrica, tomada a partir de la feasible distance. Agregando una red a la tabla de topología Cuando se agrega una red a un router que ya ha convergido, esta nueva red es propagada a todo el dominio EIGRP de la siguiente manera: www.FreeLibros.com 50 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo • A partir de que el router detecta la nueva red comienza a enviar helio a través de la interfaz de la nueva red pero no recibe ninguna respuesta debido a que no hay otros routers en el mismo segmento. Esto último no aplica a la tabla de vecinos ningún cambio, pero sí agrega una nueva entrada a la tabla de topologías. • EIGRP enviará paquetes de actualización en la antigua interfaz para dar a conocer a los demás routers la nueva red. Estos paquetes son orientados a la conexión, por lo tanto, se espera un ACK de cada uno de los vecinos. • Los routers vecinos actualizarán sus tablas de vecindad comparando los números de secuencia y agregarán la nueva red a la tabla de topologías. Finalmente calcularán la feasible distance y el successor para agregar en la tabla de enrutamiento. Suprimiendo una ruta de la tabla de topología 1. Cuando un router pierde conectividad con una de sus redes directamente conectadas, actualiza su tabla de topología y su tabla de enrutamiento y envía estas actualizaciones a sus vecinos. 2. Una vez que los vecinos reciben esas actualizaciones, actualizan sus tablas de vecindad y la de topologías. 3. A partir de ese momento los vecinos buscarán alternativas para llegar a la ruta remota examinando su tabla de topología, pero como en este caso había sólo una ruta para llegar al destino, no encontrará ningún tipo de alternativa. 4. Al no encontrar otras rutas disponibles, el vecino enviará paquetes query a todos sus vecinos solicitando información para llegar a la red remota. A partir de ese momento la ruta se marca como activa en la tabla de topología. 5. El router lleva un registro de todos los paquetes tipo query y espera que todos los vecinos le respondan para poder actualizar sus tablas de topología y vecinos. 6. DUAL comienza a funcionar tan pronto como se pierde conectividad con la red remota, se encarga de determinar cuál será el mejor camino y de agregarlo a la tabla de enrutamiento. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 51 7. Antes de responder, se envía un query a sus propios vecinos. 8. En caso de que no se encuentre ninguna ruta disponible losvecinos envían un reply como respuesta informando de que no poseen ninguna ruta disponible. 9. Como ningún router puede proporcionar una ruta alternativa borran esa red de la tabla de topología y de la tabla de enrutamiento. Buscando rutas alternativas Cuando un router pierde la información de una red ocurre lo siguiente: • El router identifica la o las redes afectadas. • El router mira en la tabla de topologías para saber si hay alguna ruta alternativa buscando un feasible successor. • Si el router encuentra un feasible successor, agrega la ruta a la tabla de enrutamiento. De lo contrario pondrá la ruta en activo enviando query a todos los vecinos. • Si un vecino tiene información de la ruta, enviará una respuesta y se agregará a la tabla de topologías. • Si no se reciben respuestas los mensajes son propagados. Cuando un router envía paquetes query, éstos quedan registrados en la tabla de topologías para verificar si se reciben respuestas. Si el router no recibe dicha respuesta el vecino es borrado de la tabla de topologías como así también todas las redes que han sido anunciadas por ese vecino. En redes de grandes dimensiones, en enlaces lentos o redes mal diseñadas este proceso puede generar algún tipo de problema identificando la ruta perdida como SIA. Creando la tabla de enrutamiento La tabla de enrutamiento se construye a partir de la tabla de topología mediante el uso del algoritmo DUAL. La tabla de topología contiene toda la información de enrutamiento que el router conoce a través de EIGRP; por medio de esta información el router puede ejecutar DUAL y así determinar el sucesor y el feasible successor, el sucesor será el que finalmente se agregue a la tabla de enrutamiento. www.FreeLibros.com 52 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Selección de rutas EIGRP DUAL utiliza las métricas para determinar la mejor o mejores rutas hacia un destino. Se pueden tener hasta 16 caminos diferentes hacia un mismo destino. Hay tres tipos diferentes de caminos o rutas: 1. Intemal, rutas que están directamente configuradas en el router mediante el comando network. 2. Summary, son rutas internas sumarizadas. 3. Extemal, rutas redistribuidas en EIGRP. Actualizando las tablas de enrutamiento en modo pasivo con DUAL Cuando una ruta se cae, en principio DUAL busca en la tabla de topología un feasible successor; en caso de que encuentre uno el router permanece en modo pasivo. La ruta es agregada a la tabla de enrutamiento. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 53 El gráfico muestra una topología de estudio para observar esta operación • La feasible distance del router A al router G es 10, contando la métrica de A hacia D y de D hacia G. • La advertised distance del router A al router G es 5, anunciada por el vecino D. • Se observa que la feasible distance es 10, mayor que la advertised distance que es 5. Cumpliendo de esta manera la feasible condition permitiendo así llegar a ser feasible distance. • De esta forma si el enlace entre el router A y el router D se cae, el router A deberá mirar en su tabla de topología. • En esta tabla existen rutas alternativas: - De D+H+E hasta G (7+5+7) con una advertised distance de 19. - De D+H+F hasta G (7+5+8) con una advertised distance de 20. - Siendo éstas mayores que la feasible distance original que era 10 no cumplen con la condición para ser el feasible successor. - La ruta entre A+E+G tiene una advertised distance de 7 menor que la original 10, convirtiéndose de esta forma en el feasible successor reemplazando a la ruta original. - La nueva ruta se agrega a la tabla de enrutamiento. El router A no cambiará en ningún momento de modo pasivo a modo activo. Actualizando las tablas de enrutamiento en modo activo con DUAL En el siguiente diagrama no se encuentra ninguna ruta alternativa en la tabla de topologías. www.FreeLibros.com 54 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo La tabla de topologías del router A tiene una ruta hacia el router X a través de D+G. La feasible distance es 20 y la advertised distance desde D es 15. Cuando el router D cae el router A debe buscar una ruta alternativa hacia X. • El router A descarta los vecinos B, C, E y F como feasible successors debido a que las advertised distances son de 27, 27, 20 y 21 respectivamente. Estos valores son iguales o mayores que el advertido por el feasible successor, es decir, que no cumplen con la feasible condition. • A partir de ese instante el router A se pone en modo activo enviando consultas queries a todos los vecinos. • Los routers E y F responden con feasible successor ya que ambos reciben advertised distance de 5 desde el router G. • Todos los routers que enviaban queries vuelven al modo pasivo. • La tabla de topología y la tabla de enrutamiento son actualizadas acorde a la nueva red. • El router A elige la ruta a través del router E, ya que la feasible distance es menor y se agrega a la tabla de enrutamiento. • La ruta a través del router F se agrega a la tabla de topología como un feasible successor. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 55 DISEÑO DE RED CON EIGRP EIGRP fue diseñado para su uso en redes grandes y complejas, pero a su vez es muy sensible a los nuevos cambios que se introducen en el diseño de la red. Hay que tener en cuenta ciertos factores que pueden afectar la escalabilidad de EIGRP al incluir cambios en la red: • Cantidad de información que se envían entre vecinos. • Cantidad de routers que reciben actualizaciones. • Distancia entre routers vecinos. • La cantidad de rutas alternativas hacia redes remotas. Un diseño de red inadecuado con EIGRP puede causar los siguientes problemas: • Router en stuck in active. • Congestión de red. • Pérdida de información de enrutamiento. • Rutas inestables. • Retransmisiones. • Excesivo consumo de memoria y recurso de CPU del router. Problemas en el diseño de EIGRP El mayor problema a la hora de diseñar una red con EIGRP es limitar la cantidad de anuncios y consultas entre los routers y hasta dónde pueden llegar éstas. Esto es particularmente importante en enlaces WAN lentos debido a que enviando menos información acerca de la red aumenta la capacidad de los datos que se envían entre clientes y servidores, aunque en contraposición disminuye la información a la hora de encontrar caminos alternativos. www.FreeLibros.com 56 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Ante esta situación hay que encontrar un equilibrio entre sumarización y toda otra información posible que se pueda enviar por la red. Finalmente el administrador de red preferirá aumentar la sumarización a disminuirla. EIGRP, por defecto, sumariza todos los prefijos de red que posee hacia la red classfull cuando debe sobrepasar límites entre redes. Normalmente el administrador de red deshabilita esta configuración por defecto, para luego aplicar la sumarización de manera manual según él crea conveniente. Ciertas topologías presentan mayores inconvenientes para el uso de EIGRP, en particular las del tipo hub-and-spoke ya que en estas topologías se envían consultas a routers que seguramente no serán capaces de responder con rutas alternativas. En estos casos para hacer que la red sea más efectiva se pueden emplear filtros o sumarización para impedir la propagación de estas consultas innecesarias. A la hora del diseño se deben tener en cuenta ciertas acciones para no tener problemas con el escalado en el direccionamiento IP: • Asignar un direccionamiento IP y organizar los enlaces de manera que la sumarización sea efectiva, utilizando para ello un diseño de red jerárquico. • Utilizar dispositivos proporcionales a la red de manera que las memorias y CPU puedan soportar con efectividad el protocolo de enrutamiento. • Utilizar enlaces de red, especialmente WAN, con suficiente ancho de banda. • Utilizar filtros para limitar anuncios innecesarios. Monitorizar la red adecuadamente. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 57 CONFIGURACIÓN DE EIGRP Configuración básica de EIGRP EIGRP es un protocolo de enrutamiento classless o sin clase, es decir, que en las actualizaciones envía tanto el prefijo de red como la máscara de subred. Los protocolos de enrutamiento sin clase son capaces de sumarizar. EIGRP permite sumarizar en cualquier tipo de interfaz y de ruta, algo sumamente importante a la hora de diseñar una red EIGRP escalable. Para la configuración básica de EIGRP es necesario activar el protocolo con su correspondiente AS (sistema autónomo) y las interfaces que participan en el proceso. Router(config)#router eigrp autonomous-system-number Router(config-router)#network network-number A partir de esta configuración todas las interfaces relacionadas con el comando network comienzan a buscar routers vecinos dentro del mismo AS para establecer una relación de vecindad. Para el caso concreto de que dicha interfaz necesite ser advertida pero que no establezca una relación con el vecino se debe configurar dentro del protocolo de la siguiente manera: Router(config-router)#passive-interface ínterface-number Con esto de evitará el envío de helio por la interfaz en cuestión. El comando network puede individualizar una interfaz especificando una máscara comodín o wildcard: Router(config-router)#network network-number [wildcard-network-mask] Observe el ejemplo: Router(config)#interface SO Router(config-if)#ip address 172.16.0.1 255.255.255.0 Router(config-if)#interface SI Router(config-if)#ip address 172.16.22.1 255.255.255.0 Router(config)#router eigrp 220 Router(config-router)#network 172.16.0.1 0.0.0.0 www.FreeLibros.com 58 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo La tabla siguiente muestra una serie de commandos opcionales en la configuración de EIGRP: Comando Descripción no auto-summary Desactiva la sumarización classfiil que viene por defecto. ip summary-address Configura manualmente la sumarización. eigrp stub Configura un router stub. variance Configura el balanceo de carga desigual. ip hello-interval eigrp autonomoussys tem-number seconds Cambia la frecuencia de envíos de los helio. ip hold-time eigrp autonomous-systemnumber seconds Cambia los tiempos para considerar que un vecino ha muerto. bandwidth Cambia el ancho de banda de una interfaz, en este caso EIGRP utiliza este parámetro para calcular su métrica. ip bandwidthpercent eigrp asnumber Cambia el máximo ancho de banda que EIGRP utilizará, por defecto es el 50%. Sumarización en EIGRP Si se pretende tener una red altamente escalable, tanto en EIGRP como en cualquier otro protocolo, es sumamente importante tener en cuenta el proceso de sumarización. Gracias a la sumarización se limita la cantidad de anuncios de rutas, se limita el tamaño de la tabla de enrutamiento y se optimiza la convergencia de la misma. Al mismo tiempo se limita el recálculo de rutas ayudando así al menor consumo de recursos de memoria y CPU del router. La sumarización ayuda a limitar el alcance de las consultas (query) que se van activando recursivamente en todos los routers hasta que se comienzan a recibir respuestas de todos los vecinos. Si se generan sumarizaciones en partes estratégicas www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 59 de la red no se anunciarán rutas innecesarias hacia un determinado destino, haciendo que los routers no pasen al modo Stuck In Active (SIA). En las versiones actuales de IOS la sumarización pasa automáticamente los límites classfull entre redes. Esta sumarización puede ser muy efectiva pero a la vez un problema si las redes son discontinuas en la red, en cuyo caso será necesario desactivarla y configurarla de manera manual de la manera que el administrador lo considere conveniente. Existen dos comandos para configurar la sumarización, • no auto-summary, que sirve para deshabilitar la configuración global que por defecto hace el router. • ip summary address eigrp, que se configura a nivel de interfaz. La sintaxis para la configuración en la interfaz es la siguiente: Router(config-if)#ip summary-address eigrp autonomous-system-number address mask Router Stub Los routers stub en EIGRP sirven para enviar una cantidad limitada de información entre ellos mismos y los routers de núcleo o core. De esta manera se ahorran recursos de memoria y CPU en los routers stub. Los routers stub solamente tienen un vecino que acorde con buen diseño de red debería ser un router de distribución, de esta forma el router stub o remoto sólo tiene una red que apunta hacia el router de distribución para alcanzar cualquier otro prefijo en la red. Configurando un router como stub ayuda al buen funcionamiento de la red, las consultas se responden mucho más rápido. Estos routers responden a esas consultas con mensajes de inaccesibles limitando así el ámbito de dichas consultas. La sintaxis de configuración de EIGRP stub es la siguiente: Router(config-router)# eigrp stub [receive-only|connected| redistributed|static |summary] www.FreeLibros.com 60 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Los parámetros entre corchetes son opcionales, el ejemplo que sigue muestra la configuración de un router stub: RouterB(config)#router eigrp 220 RouterB(config-router)#network 172.16.0.0 255.255.0.0 RouterB(config-router)#eigrp stub En el siguiente gráfico se observan un conjunto de routers que son buenos candidatos para ser configurados como stub 100. 10. 100.20 100. 10. 100.24 100 . 10 . 1.0 100 10 2.0 . . 100. 10. 3.0 100. 10. 4.0 100. 10. 5.0 Balanceo de carga en EIGRP EIGRP de manera automática balancea carga a través de enlaces del mismo coste. El mecanismo empleado dependerá del proceso de switching interno que se tenga en el router. Se puede configurar EIGRP para balancear carga a través de enlaces de distinto coste, esto lo hace único ya que los demás IGP no son capaces de hacer este proceso. Para esto se utiliza el comando variance, donde la métrica hacia la mejor ruta es multiplicada por la varianza utilizada, de esta manera las rutas alternativas con una feasible distance menor que el producto son utilizadas para hacer balanceo de carga. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 1. EIGRP 61 La sintaxis muestra la configuración de la varianza: Router(config-router)#variance multiplier El rango de valores de configuración del multiplicador es 1-128, por defecto dicho valor es 1, lo que quiere decir que el balanceo de carga será igual. Por lo tanto lo que hace EIGRP es multiplicar la mejor métrica por dicho valor haciendo posible que todas las rutas hacia un mismo destino que posean métricas menores a ese producto se incluyan en el balanceo de carga. La cantidad de información que se envía por cada enlace es proporcional a la métrica de cada ruta. MEJORANDO EL FUNCIONAMIENTO DE EIGRP Se puede mejorar el desempeño de la red de varias maneras, la sumarización y el balanceo de carga son las dos formas principales de hacerlo, pero también existen otras técnicas. Estas incluyen reducir la frecuencia con la que se envían helio y hold timer. Sin embargo hay que ser cuidadoso al reducir dicha frecuencia entre los helio ya que si bien se aumenta el ancho de banda, el tiempo en descubrir que un router no directamente conectado ha caído será mayor. Como resultado la convergencia de la red será más lenta a cambio de un ancho de banda más efectivo al enviar menos helio a la red. Los valores de configuración de los intervalos de helio deben cambiarse si se requieren configuraciones especiales, puesto que los valores por defecto son generalmente efectivos. Aunque en muchos casos los valores de configuración de estos intervalos pueden ser diferentes, se recomienda que dichos valores sean los mismos entre todos los vecinos. Temporizadores El router utiliza los helio para determinar si un vecino ha muerto. Existen dos opciones para declarar a un vecino como caído: una es cuando el router vecino está directamente conectado a una interfaz del router local y ésta se cae, este vecino se declarará como muerto. La otra opción es cuando entre ambos routers existe un dispositivo como un switch, entonces la determinación de que ha muerto dependerá del hold timer cuyos tiempos obedecen a la configuración del helio time. Los tiempos en los intervalos helio deben modificarse disminuyendo los valores en función de la rapidez con que interese declarar a un vecino como muerto. www.FreeLibros.com 62 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Los valores recomendables para la configuración de los intervalos helio en enlaces de alto ancho de banda es de 5 segundos, como es el caso de ethemet, token ring FDDI, PPP, HDLC, ATM o cualquier ancho de banda superior a un TI. Para enlaces de menor ancho de banda el valor recomendable es de 60 segundos. Antes de declarar a un vecino como muerto, el router esperara un hold timer, que por defecto es tres veces el tiempo de un helio. La sintaxis de configuración de los intervalos helio y hold timer es la siguiente: Router(config-if)#ip hello-interval eigrp autonomous-system-number seconds Router(config-if)#ip hold-time eigrp autonomous-system-number seconds El siguiente ejemplo muestra la configuración del helio y hold timer en una interfaz seial 0 Router(config)#interface Serial 0 Router(config-if)#ip hello-interval eigrp 220 10 Router(config-if)#ip hold-time eigrp 220 30 Autenticación EIGRP EIGRP soporta dos formas de autenticación, mediante la utilización de una contraseña simple o mediante una contraseña cifrada MD5. En el caso de las contraseñas simples se envían en formato de texto plano. Estas series de caracteres sin encriptar deben ser iguales en el origen y en el destino. Este sistema de autenticación no es seguro ya que pueden interceptarse y leerse las claves. Contrariamente los valores MD5 son seguros debido al tipo de encriptación que, a pesar de ser interceptados, no podrían leerse. Para especificar el tipo de autenticación se debe hacer en el modo interfaz: router(config-if)#ip authentication mode eigrp autonomous-system md5 Para definir la contraseña hay que crear una cadena de claves llamada key chain y luego definir el nombre de la contraseña en el key string. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 1. EIGRP 63 router(config-if)#ip authentication key-chain eigrp autonomoussystem chain-name router(config-if)#key chain chain-name router(config-if)#key key-id router(conf ig-keychain-key)#key-string key El ejemplo que sigue muestra una configuración de autenticación EIGRP en un AS 220: router(config-if)#ip authentication mode eigrp 220 md5 router(config-if)#ip authentication key-chain eigrp 220 secret router(config)#key chain secret router(config-keychain)#key 10 router(config-keychain-key)#key-string contraseña Lo recomendable es configurar primero la key chain para configurar luego en la interfaz correspondiente la autenticación, hacerlo de forma inversa puede generar problemas de funcionalidad. EIGRP en redes WAN EIGRP es único entre todos los demás protocolos a la hora de restringirse a sí mismo en la utilización del ancho de banda, no utilizando por defecto más del 50% del ancho de banda disponible en el enlace. Recuerde que el comando bandwidth es un valor arbitrario que utilizan los protocolos para el cálculo de métrica y que no es el ancho de banda real del enlace. Según esto último si el valor configurado en el bandwidth supera el ancho de banda real, podría afectar severamente al funcionamiento de la red al saturar el enlace. Para evitar este problema es necesario hacer un show interface y verificar si el ancho de banda de la interfaz está configurado correctamente. Router# show interface serial 0 SerialO is up, line protocol is up Hardware is HD64570 Internet address is 172.25.146.182/30 MTU 1500 bytes, BW 1280 Kbit, DLY 20000 usec, 1/255 rely 255/255, load La sintaxis para la configuración del bandwidth en una determinada interfaz es la siguiente: Router(config-if)#bandwidth speed-of-line www.FreeLibros.com 64 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Optimización del ancho de banda Las redes NBMA (Nonbroadcast Multiaccess) puede tener dos tipos de conexiones, punto a punto o multipunto en cualquiera de estos casos hay que tener en cuenta las siguientes reglas: • EIGRP no debe exceder el C IR (Committed Information Rate) de los circuitos virtuales (VC). • El tráfico generado EIGRP en todos los circuitos virtuales no debe exceder la velocidad de la interfaz. • El ancho de banda utilizado por EIGRP en cada circuito virtual debe ser el mismo en ambas direcciones. El comando bandwidth influye en cómo EIGRP utilizarán los circuitos virtuales en una red NBMA. Si existen varios circuitos virtuales en una red multipunto, EIGRP asume que el ancho de banda debe repartirse por igual en todos los VC limitándose por defecto a utilizar la mitad de ese ancho de banda. Por lo tanto el comando bandwidth debe reflejar el ancho de banda real de la interfaz, es decir, multiplicando el ancho de banda de cada VC por la cantidad de los mismos. Si existen demasiados circuitos virtuales podría suceder que no exista el suficiente ancho de banda para el tráfico requerido por EIGRP. En este caso se debe configurar la interfaz con un ancho de banda menor que la velocidad real del circuito, haciendo que EIGRP cambie el porcentaje que por defecto tiene en el uso del ancho de banda. Router(config-if)#ip bandwidth-percent eigrp autonomous-systemnumber percent VERIFICACIÓN EIGRP A continuación se describen varios comandos show que muestran el funcionamiento de EIGRP: Router#show ip eigrp neighbors [type number] Este comando muestra información detallada de los vecinos. Guarda un registro minucioso de las comunicaciones entre el router y sus vecinos, las interfaces y el direccionamiento IP. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 1. EIGRP 65 Router# show ip eigrp neighbors IP-EIGRP Neighbors for process 220 Address interface Holdtime (secs) 198.162.16.34 EthernetO 18 20 198.153.45.16 Ethernetl 172.45.123.22 Ethernet2 33 Campo (h:m:s) 0:00:11 0:02:21 0:01:02 Count Num 0 10 0 11 0 4 Uptime QSeqSRTTRTO (ms) (ms) 6 20 11 25 5 2 Descripción process Número de sistema autónomo. Address Dirección IP del vecino. Interface Interfaz que recibe los helio. Holdtime Período de tiempo medido en segundos antes de declarar , al vecino como muerto. Uptime Tiempo transcurrido desde que se recibe la información del vecino, en horas, minutos y segundos. Q Count Número de paquetes EIGRP (update, query, and reply) que el router tiene en cola. Seq Num Número de secuencia del último paquete recibido del vecino. SRTT Smooth Round-Trip Time. Tiempo en milisegundos desde que se envía un paquete hasta que se recibe un ACK. RTO Retransmission Timeout, es el tiempo de espera de un ACK antes de reenviar un paquete. Se mide en milisegundos. Router#show ip eigrp topology [autonomous-system-number ¡ [[ipaddress] mask]] Este comando muestra la tabla de topologías con información detallada sobre toda la red, sobre todo las posibles rutas y próximos saltos para esas rutas; también muestra los paquetes que se han enviado a los vecinos. El funcionamiento de DUAL, el successor, el feasible successor también se muestran con este comando. www.FreeLibros.com 66 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Router# show ip eigrp topology IP-EIGRP Topology Table for process 220 Codes:P - Passive, A - Active, U - Update, Q - Query, R — Reply, r Reply status P 192.100.56.0 255.255.255.0, 2 successors, FD is 0 via 192.100.16.34 (62517761/62261761), Ethernetl via 192.100.45.16 (62517761/62261761), Ethernet2 via 192.100.123.22 (62773761/62517761), EthernetO P 192.100.44.0 255.255.255.0, 1 successors, FD is 406200 via Connected, Ethernetl via 192.100.45.22 (407200/281600), Ethernetl via 192.100.32.31 (432800/307200), EthernetO Campo Descripción p Passive. El router no ha recibido ninguna información de cambios, lo que indica que la red está estable. A Active. Esto ocurre si el successor esta caído, entonces se intenta buscar una ruta alternativa. U Update. Valor que indica que se ha enviado una actualización a un vecino. Q Query. Valor que indica que se ha enviado una consulta a un vecino. R Reply. Valor que indica que se ha enviado una respuesta a un vecino. r Este valor se utiliza junto con las consultas, esto indica que se está esperando una respuesta. 192.100.44.0 255.255.255.0 successors Red de destino. Máscara de la red de destino. Es el número de rutas o siguiente salto lógico. via Dirección del siguiente salto. La primera entrada es del successors y la siguiente del feasible successors. (62517761/ 62261761) El primero de estos valores en la métrica EIGRP y el segundo la métrica advertida por el vecino (AD). EthernetO Interfaz por la cual EIGRP es anunciado y la interfaz de salida. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 1. EIGRP 67 Router#show ip eigrp traffic [autonomous-system-number] Este comando muestra la información del tráfico EIGRP generado y recibido por el router. Router# show ip eigrp traffic IP-EIGRP Traffic Statistics for process 220 Helios sent/received: 118/105 Updates sent/received: 17/13 Queries sent/received: 12/10 Replies sent/received: 10/22 Acks sent/received: 2/4 Descripción Campo process 220 Número de sistema autónomo. Helios sent/received Número de paquetes helio enviados y recibidos por el router. Updates sent/received Número de paquetes updates enviados y recibidos por el router. Queries sent/received Número de paquetes queries enviados y recibidos por el router. Replies sent/received Número de paquetes replies enviados y recibidos por el router. Acks sent/rece ived Número de paquetes ACK enviados y recibidos por el router. RESOLUCIÓN DE FALLOS EN EIGRP Existen dos herramientas fundamentales para la resolución de problemas en EIGRP. La primera es la documentación, a través de ésta se puede tener un diseño más efectivo y brinda un apoyo a la hora de buscar soluciones cuando existen fallos. La segunda herramienta son los comandos debug que permiten monitorizar lo que está ocurriendo en la red. Como todos los comandos debug hay que extremar los cuidados al utilizarlos ya que podría causar un consumo excesivo de recursos del router hasta dejarlo completamente inoperable. www.FreeLibros.com 68 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Comando Descripción debug ip eigrp packet Muestra los paquetes EIGRP enviados y recibidos por el router. Los paquetes pueden ser seleccionados hasta 11 tipos. debug ip eigrp neighbors Muestra los paquetes helio enviados y recibidos por el router y el proceso de descubrir a los vecinos. debug ip eigrp Muestra dinámicamente los cambios en la tabla de enrutamiento. debug ip eigrp summary Muestra los procesos resumidos EIGRP. www.FreeLibros.com Capítulo 2 OSPF INTRODUCCIÓN A OSPF OSPF (Open Shortest Path First) es un protocolo de enrutamiento estándar definido en la RFC 2328. Utiliza el algoritmo SPF (Shortest Path First) para encontrar las mejores rutas hacia los diferentes destinos y es capaz de converger muy rápidamente. Esto último conlleva un alto uso de CPU del router por lo que hay que tener precauciones a la hora de diseñar la red. Es flexible en el diseño de red y al ser un estándar soporta dispositivos de todos los fabricantes. Un protocolo de estado de enlace es un protocolo sofisticado que utiliza el algoritmo de Dijkstra para determinar el camino más corto hacia el destino libre de bucles. Estos protocolos utilizan localmente mayores recursos que los protocolos vector distancia ya que deben calcular más datos con el objetivo de reducir tráfico de red. Los protocolos de estado de enlace llevan un registro de todas las posibles rutas para de esta manera no utilizar las técnicas de los vectores distancia para evitar bucles. Estas son algunas ventajas de OSPF sobre otros protocolos de estado de enlace: • Es un protocolo classless permitiendo sumarización. • Converge muy rápidamente. • Es estándar, lo que permite configurarlo en un escenario con diferentes tipos de fabricantes. www.FreeLibros.com 70 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo • Aprovecha el ancho de banda disponible. • Utiliza multicást en lugar de broadcast. • Envía actualizaciones incrementales. • Utiliza el coste como única métrica. Funcionamiento de OSPF Los protocolos vector distancia anuncian rutas hacia los vecinos, pero los protocolos estado de enlace anuncian una lista de todas sus conexiones. Cuando un enlace se cae se envían LSA (Link-State Advertisement), que son compartidas por los vecinos como así también una base topológica LSDB (Link-State Database). Las LSA se identifican con un número de secuencia para reconocer las más recientes, en un rango de 0x8000 0001 al OxFFFF FFFF. Cuando los routers convergen tienen la misma LDSB, a partir de ese momento SPF es capaz de determinar la mejor ruta hacia el destino. La tabla de topología es la visión que tiene el router de la red dentro del área en que se encuentra incluyendo además todos los routers. Router#show ip ospf database OSPF Router with ID (172.18.6.1) (Process ID 87) Router Link States (Area 10) Link ID Checksum ADV Router Seq# Age 172.18.6.1 0x80000005 0x008367 172.18.6.1 108 172.19.2.1 0x80000004 0x00C25B 172.19.2.1 144 192.168.2.3 0x80000006 OxOOlDDE 192.168.2.3 109 192.168.2.5 0x80000006 0x007CFD 192.168.2.5 109 Net Link States (Area 10) Link ID Checksum Seq# ADV Router Age 172.18.5.3 0x80000003 0x001612 172.19.2.1 144 192.168.1.1 0x80000001 0x007CE5 172.18.6.1 208 192.168.2.1 0x80000001 0x0071EF 172.18.6.1 208 Summary Net Link States (Area 10) Link ID Checksum Seq# ADV Router Age 0.0.0.0 172.19.2.1 0x80000001 0x00F288 978 2.2.2.2 172.19.2.1 0x80000001 0x0096DC 973 2.2.2.3 172.19.2.1 0x80000001 0x008CE5 973 2.2.2.4 172.19.2.1 0x80000001 0x0082EE 973 172.19.2.1 172.19.2.1 0x80000001 0x00298F 973 172.20.10.0 0x80000001 0x 00472a 172.19.2.1 397 Link count 4 1 4 3 Recuerde que la tabla de topologías se actualiza por cada una de las LSA que envían cada uno de los routers dentro de la misma área y que todos estos routers comparten la misma base de datos. Si existen inconsistencias en esta base de datos podrían generarse bucles; es el propio router el encargado de avisar que ha habido algún cambio e informar del mismo. Algunas de éstas pueden ser: www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF • Pérdida de conexión física o link en algunas de sus interfaces. • No se reciben los helio en el tiempo establecido por sus vecinos. • Se recibe un LSA con información de cambios en la topología. 71 En cualquiera de los tres casos anteriores el router generará una LSA enviando a sus vecinos la siguiente información: • Si la LSA es mas reciente se añade a la base de datos. Se reenvían a todos los vecinos para que actualicen sus tablas y SPF comienza a funcionar. • Si el número de secuencia es el mismo que el router ya tiene registrado en la base de datos, ignorará esta actualización. • Si el número de secuencia es anterior al que está registrado, el router enviará la versión nueva al router que envió la anterior. De esta forma se asegura que todos los routers poseen la última versión. Métrica OSPF El coste es la métrica utilizada por OSPF. Un factor importante en el intercambio de las LSA es la relativa a la métrica. La implementación de Cisco calcula el coste mediante la siguiente formula: _ lOO.OOO.OOOfow 10 i bps Coste = -----------------— = ----------- -------VelocidadEnlace VelocidadEnlace Si existen varios caminos para llegar al destino con el mismo coste, OSPF efectúa por defecto un balanceo de carga hasta 4 rutas diferentes. Este valor admite hasta 16 rutas diferentes. OSPF calcula el coste de manera acumulativa tomando en cuenta el coste de la interfaz de salida de cada router. Tablas OSPF Todas las operaciones OSPF se basan en tres tablas, que deben mantenerse actualizadas: • Tabla de vecinos • Tabla de topologías • Tabla de enrutamiento www.FreeLibros.com 72 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Vecinos OSPF OSPF establece relaciones con otros routers mediante el intercambio de mensajes helio. Luego del intercambio inicial de estos mensajes los routers elaboran sus tablas de vecinos, que lista todos los routers que están ejecutando OSPF y están directamente conectados. Los mensajes helio son enviados con la dirección multicást 2240.0.0.5 con una frecuencia en redes tipo broadcast cada 10 segundos, mientras que en las redes nonbroadcast cada 30 segundos. El contenido de los helio de describe en la siguiente tabla: Parámetro Descripción Router ID Es un número de 32 bit que identifica y hace único al router. Helio and dead interval Período de envío de los helio y su correspondiente timeout. Neighbor list Lista de todos los ID de los routers. Area ID Número de área. Priority La prioridad que designa al DR y el BDR. DR y BDR Dirección IP del DR y BDR. Authentication Contraseña, si está habilitada. Stub Area Flag Indica un stub area. Una vez que los routers hayan intercambiado los paquetes helio, comienzan a intercambiar información acerca de la red y una vez que esa información haya sincronizado los routers forman adyacencias. Una vez logrado el estado Full, las tablas deben mantenerse actualizadas, las LSA son enviadas cuando exista algún cambio o cada 30 minutos como un tiempo de refresco. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-M A 73 Estados OSPF La siguiente lista describe los estados de una relación de vecindad: • Down, es el primer estado de OSPF y significa que no se ha escuchado ningún helio de este vecino. • Attempt, este estado es únicamente para redes NBMA, durante este estado el router envía paquetes helio de tipo unicast hacia el vecino aunque no se hayan recibido helio de ese vecino. • Init, se ha recibido un paquete helio de un vecino pero el ID del router no ésta listado en ese paquete helio. • 2-Way, se ha establecido una comunicación bidireccional entre dos routers. • Exstart, una vez elegidos el DR y el BDR el verdadero proceso de intercambiar información del estado del enlace se hace entre los routers y sus DR y BDR. • Exchange, en este estado los routers intercambian la información de la base de datos DBD. • Loading, es en este estado cuando se produce el verdadero intercambio de la información de estado de enlace. • Full, finalmente los routers son totalmente adyacentes, se intercambian las LSA y las bases de datos de los routers están sincronizadas. Los mensajes helio se siguen enviando periódicamente para mantener las adyacencias, en el caso de que no se reciban se dará por perdida dicha adyacencia. Tan pronto como OSPF detecta un problema modifica las LSA correspondientes y envía actualizaciones a todos los vecinos. Este proceso mejora el tiempo de convergencia y reduce al mínimo la cantidad de información que se envía a la red. Router designado y router designado de reserva Cuando varios routers están conectados a un segmento de red del tipo broadcast, uno de estos routers del segmento tomará el control y mantendrá las adyacencias entre todos los routers de ese segmento. Ese router toma el nombre de DR (Desígnate Router) y será elegido a través de la información que contienen los mensajes helio que se intercambian los routers. Para una eficaz redundancia también se elige un router designado de reserva o BDR. Los DR son creados en www.FreeLibros.com 74 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A enlaces multiacceso debido a que el número de adyacencias incrementaría de manera significativa el tráfico en la red, de esta forma el DR y el BDR establecen adyacencias reduciendo la cantidad de adyacencias necesarias. En el caso de no tener DR y DBR la cantidad de adyacencias se establecería de acuerdo a la siguiente fórmula: n(n —l) 2 Según esta fórmula, cuatro routers establecen 6 adyacencias: 4 (4 - 0 = 6 2 Esta forma de añadir adyacencias consumiría gran cantidad de ancho de banda, recursos de memoria y CPU de los routers. El propósito final del DR es reducir al máximo este consumo de recursos haciendo que todos los demás routers establezcan adyacencias con él, quedando establecida en la formula n -1. DR www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF 75 El DR recibe actualizaciones y las distribuye a todos los demás routers del segmento asegurándose con acuses de recibo de que éstos han recibido correctamente dichas actualizaciones y que poseen una copia sincronizada de la LSDB. Los routers notifican los cambios a través de la dirección multicást 224.0.0.6 a su vez el DR envía las LSA a los routers por la dirección multicást 224.0.0.5. El BDR escucha pasivamente y mantiene una tabla de relación con todos los demás routers, en el caso de que el DR deje de enviar helio el BDR tomará el papel del DR. Este concepto de DR y BDR en enlaces punto a punto no tendría sentido puesto que sólo se establece una única adyacencia, por lo tanto no hay necesidad de esta elección. Sin embargo, en enlaces punto a punto del tipo ethemet existe elección de DR y BDR, para evitar esto se recomienda un diseño del tipo punto a punto y así evitar la elección de éstos. La elección de DR y BDR dependerá de la interfaz de loopback más alta que esté configurada en el router o también en el caso de que esté configurado el comando ip ospf priority. Por defecto la prioridad es 1, en un rango 0 a 255, a mayor prioridad mayores posibilidades de que sea elegido como DR. La configuración de una prioridad 0 hace que el router no participe de la elección. Router(config-if)# ip ospf priority number En caso de empate en la designación porque no esté configurado este comando o porque los valores son iguales, entonces se remite a la interfaz loopback más alta; pero si aun así hay igualdades o no hay interfaz de loopback, será finalmente una interfaz física más alta la que participe en la elección del DR. La siguiente prioridad más baja determinará quién será el BDR. Una vez concluido el proceso de elección si se agregara a la red un router con mejor prioridad no tomaría el rol de DR o BDR, esto ocurriría si se caen las adyacencias o se reiniciara el router. Esta regla es importante a tener en cuenta en el momento de iniciar los routers en una red puesto que una vez hecha la elección no habrá cambios aunque se añadan más routers. El administrador debe tener en cuenta este proceso considerando como muy importante el orden de inicio de la red. En muchos diseños se aconseja cambiar las prioridades a cero para que la elección sea la correcta. Además de lo dicho anteriormente, para forzar la elección de DR y BDR se puede utilizar el comando clear ip ospf process *. Tipos de paquetes OSPF Todo el tráfico en OSPF se encapsula en paquetes IP siendo reconocido con el puerto 89. OSPF utiliza cinco tipos de paquetes diferentes: www.FreeLibros.com 76 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A • Helio, establecen directamente. la comunicación con vecinos conectados • Database Descriptor (DBD), envían una lista de los ID de los routers, las LSA y el número de secuencia. Esta información se utiliza para testear la red. • Link State Request (LSR), siguen a los paquetes DBD preguntando por cualquier paquete LSA que se halla perdido. • Link State Update (LSU), son las respuestas a las LSR con los datos que se han pedido. • Link State Acknowledgements (LSAck), confirmá la recepción del paquete. Los DBD son la parte primaria de las LSA que tiene el router, los LSR solicitan las LSA completas y los LSU son las respuestas conteniendo las LSA completas que se habían solicitado. Todos los paquetes OSPF tienen un formato común que se describe en la siguiente tabla: Campo Versión . Descripción Puede ser versión 2 o 3, según sea IPv4 o IPv6. Type Hay 5 tipos de paquetes numerados del 1 al 5. Packet Length Longitud medida en bytes. Router ID Identificador del router de 32 bits. Area ID Identificador del área de 32 bits. Checksum Control estándar de 16 bits. Authentication Type OSPFv2 soporta tres tipos de autenticación: • No autenticación • • Texto plano Encriptado MD5 Authentication Data Son 64 bits de datos que pueden estar vacíos, contener texto plano o encriptación MD5. Data Son los datos que se están enviando. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF 77 Áreas en OSPF Un área en OSPF es una agrupación de routers que están ejecutando el mismo proceso y que tienen una base de datos idéntica. También se puede decir que un área es una subdivisión del dominio de enrutamiento de OSPF. Cada área ejecuta su propio SPF y las sumarizaciones de redes son pasadas entre las respectivas áreas. Si consideramos los problemas que pueden existir con el crecimiento de una red en OSPF con una sola área, hay varias cuestiones que se deben tener en cuenta: 1. El algoritmo SPF es ejecutado con mayor frecuencia. Cuanto mayor sean las dimensiones de la red mayor posibilidad de fallos en enlaces o cambios topológicos debiendo recalcular toda la tabla de topologías con el algoritmo SPF. El tiempo de convergencia es mayor cuanto mayor sea el área. 2. Cuanto mayor sea el área mayor será la tabla de enrutamiento. A pesar de que la tabla de enrutamiento no se envía por completo como en los protocolos vector distancia, cuanto más grande más tiempo se tardará en hacer una búsqueda en ella, con mayor gasto de recursos. 3. En una red de grandes dimensiones la tabla de topología puede ser inmanejable, intercambiándose entre los routers cada 30 minutos. Finalmente, la base de datos se incrementa en tamaño y los cálculos aumentan en frecuencia; crece de manera considerable el uso de CPU y memoria afectando directamente a la latencia de la red. Todo esto se traduce en congestiones de red, paquetes perdidos, malos tiempos de convergencia, etc. En OSPF las áreas tienen dos niveles de jerarquías, el área 0 o de backbone y el resto de las áreas. Con este diseño jerárquico se pueden implementar sumarizaciones y minimizar la cantidad de entradas en las'tablas. Los routers del área 0 son llamados routers de backbone, los routers que limitan entre el área 0 y las demás áreas se llaman ABR (Area Border Routers) y los routers que redistribuyen información desde algún otro protocolo de enrutamiento se llaman ASBR (Autonomous System Boundary Routers). www.FreeLibros.com 78 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo CONFIGURACIÓN BÁSICA DE OSPF Un router que pertenece sólo a un área es denominado router interno, los parámetros para su configuración son los siguientes: • Proceso OSPF, establece en qué número de proceso se asocia el router. • Interfaces, identifican a las interfaces usadas por OSPF. • Área, define un área para cada interfaz, en este caso todas pertenecen a la misma. • Router ID, identificador único de 32 bits. Configuración de OSPF en una sola área Para iniciar el proceso de configuración OSPF se debe identificar el número de proceso. Este número tiene significado local y pueden existir varios procesos OSPF en un mismo router, aunque hay que tener en cuenta que cuantos más procesos más consumo de recursos. Router(config)# router ospf process-number Una vez que el proceso OSPF es habilitado se debe identificar las interfaces que participarán en el mismo, debiendo tener especial cuidado con la utilización de la máscara comodín o wildcard. Router(config-router)# network network-number wildcard-mask area area-number www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 2. OSPF 79 La wildcard permite ser muy específico, todas las interfaces que entren en el rango de la máscara wildcard participarán del proceso OSPF. El parámetro área, asocia las interfaces en un área en particular. El formato del parámetro área es un campo de 32 bits en decimal simple o notación decimal de punto. A partir de la identificación del área comienzan a intercambiarse los helio, se envían las LSA y el conjunto de los routers comienzan a participar en la red. Cuando el router tiene interfaces en diferentes áreas se llama ABR. Existen varias formas de utilizar el comando network aprovechando la flexibilidad de las wildcard: 1. Configurando de manera global todas las interfaces. 2. Configurando las redes a las que pertenecen las interfaces. 3. Configurando las interfaces una a una. Estas opciones pueden ser aplicables con mayor eficacia según sea el caso. La primera puede ser de rápida configuración pero con el consiguiente riesgo de que alguna interfaz no deseada se filtre en el proceso OSPF. El tercer caso es más trabajoso para el administrador pero más selectivo y seguro. Observe el siguiente ejemplo: FastEth ern et O/O 19 2 .1 6 8 .1 .1 /2 4 S erial 1/ 172.16.0 v Serial 1/1 J1 7 2 .16.1.3/30 Z F a stE th e rn e t 0/1 1 9 2 .1 6 8 .2 .1 / 2 4 www.FreeLibros.com F a stEth e rn e t 0/2 1 9 2 .1 6 8 .2 .1 / 2 4 80 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Configurando de manera global todas las interfaces: Router(router-config)# network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0 Configurando las redes a las que pertenecen las interfaces: Router(router-config)# network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0 Router(router-config)# network 192.168.100.0 0.0.0.255 area 0 Configurando las interfaces una a una: Router(router-config)# Router(router-config)# Router(router-config)# Router(router-config)# Router(router-config)# network 192.168.1.1 0.0.0.0 area 0 network 192.168.2.1 0.0.0.0 area 0 network 192.168.3.1 0.0.0.0 area 0 network 172.16.0.1 0.0.0.0 area 0 network 172.16.1.3 0.0.0.0 area 0 Para mejorar el funcionamiento del router interno, el administrador puede definir cuál es el mejor router para ser el DR configurando manualmente el ID del router que participa en el dominio OSPF. De esta forma se tiene un mejor control de los eventos que ocurren en la red. Si este comando no ha sido configurado, el router elegirá la IP de loopback más alta que esté configurada y si ésta tampoco está configurada, entonces será la IP más alta de alguna interfaz física activa. Router(config-router)# router-id ip-address Cisco no recomienda la utilización del comando router id, debido a que BGP también utiliza este comando y esto puede generar ciertos problemas entre las operaciones entre ambos protocolos. Para evitar esto se recomienda configurar una interfaz de loopback. Con una máscara de subred /32 para minimizar la cantidad de direcciones utilizadas. Router(config)# interface loopback ínterface-number Router(config-if)# ip address íp-address subnet-mask Una vez que el router ID ha sido elegido se mantiene estable aunque las interfaces presenten altibajos; las interfaces de loopback al ser virtuales no son propensas a caerse, salvo que el administrador les haga un shutdown y las deje administrativamente inactivas. Dependiendo del diseño de la red la interfaz de loopback se puede añadir al comando network para poder hacer ping al router ID y de esta manera hacer más fácil la administración de la red. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-M A 81 I Cambio del cálculo del coste Como se explicó en párrafos anteriores, OSPF utiliza el coste como cálculo de la métrica. Este valor se obtiene en base a la formula: 108bps VelocidadEnlace Dependiendo del diseño de red es conveniente efectuar cambios en el cálculo del coste para tener un mayor control sobre cómo OSPF cálcula la métrica hacia los destinos. Cuanto menor sea el valor del coste mejor será el cálculo de la métrica. El valor del coste es de 16 bits, el administrador puede configurarlo en un rango de 0 a 6553 según la siguiente sintaxis: Router(config-if )# ip ospf cost cost El valor por defecto del coste se muestra en la siguiente tabla: Coste 56-kbps serial link 1785 TI (1.544-Mbps serial link) 64 Ethernet 10 Fast Ethernet 1 Gigabit Ethernet 1 Observe que el valor por defecto del coste es idéntico para Fast Ethernet que para Giga Ethernet, en este caso es conveniente manipular los valores del coste para que sea el enlace de 1000 el elegido como ruta al destinó. Otra forma de que el router calcule el coste es modificando el numerador con que OSPF calcula de manera automática la métrica. El valor por defecto es 100, pero oscila en rango de 1 a 4294967. Router(config-router)# ospf auto-cost reference-bandwidth referencebandwidth www.FreeLibros.com 82 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Es aconsejable aplicar este comando a todas las interfaces que participan en el proceso OSPF. También es importante saber que el comando ip ospf cost sobrescribe cualquier cálculo que el router haya hecho de manera automática. Ejemplo de configuración de OSPF en una sola área La siguiente sintaxis muestra la configuración de un router cuyo administrador ha determinado una prioridad 10 para que sea elegido como DR en el segmento del enlace de la Fast Ethernet 0. RouterA(config)# router ospf 220 RouterA(config-router)# network 192.16.0.0 0.0.255.255 area 0 RouterA(config-router)# interface FastEthernet 0 RouterA(config-if)# ip address 192.168.16.129 255.255.255.240 RouterA(config-if)# ip ospf priority 10 RouterA(config-if)# interface FastEthernet 1 RouterA(config-if)# ip address 192.16.0.193 255.255.255.240 RouterA(config-if)# ip ospf cost 10 VERIFICACIÓN OSPF EN UNA SOLA ÁREA A continuación se describen los comandos más importantes para la verificación y control de OSPF en un área simple: Router# show ip ospf [process-ld] Este comando muestra la configuración de OSPF en un router en particular, es especialmente útil para saber el número de veces que se ha ejecutado el algoritmo SPF, que es un indicativo de la estabilidad de la red. Router# show ip ospf 220 Routing Process "ospf 220" with ID 192.168.0.10 Supports only single TOS(TOSO) routes It is an internal router SPF schedule delay 5 secs, Hold time between two SPFs 10 secs Minimum LSA interval 5 secs. Minimum LSA arrival 1 secs Number of external LSA 0. Checksum Sum 0x0 Number of DCbitless external LSA 0 Number of DoNotAge external LSA 0 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa Area 3 Number of interfaces in this area is 3 Area has no authentication SPF algorithm executed 10 times Area ranges are Link State Update Interval is 00:30:00 and due in 00:18:54 Link State Age Interval is 00:20:00 and due in 00:08:53 Number of DCbitless LSA 2 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF 83 Number of indication LSA 0 Number of DoNotAge LSA 0 Campo Descripción Routing Process "ospf 220" with ID 192.168.0.10 Muestra el ID del proceso local de OSPF y el router ID de OSPF. It is an internal router Tipo de router (internal, ABR, ASBR). SPF schedule delay Tiempo que espera SPF para ejecutarse después de recibir un LSA. Previene ejecutar SPF de manera frecuente. Hold time between two SPFs Tiempo mínimo entre cálculos de SPF. Number of DCbitless external LSA Se usa en circuitos de OSPF “on demand”. Number of DoNotAge external LSA Se usa en circuitos de OSPF “on demand”, por ejemplo ISDN. Area 3 Number of interfaces in this area is 3 Area has no authentication SPF algorithm executed 10 times Area ranges are Area a la que pertenece el router, como este router es internal sólo pertenece a una. Cuántas interfaces hay en cada área. Autenticación si la hay. Cuántas veces se ha ejecutado el algoritmo SPF. Si hay sumarizaciones. Link State Update Interval is 00:30:00 and due in 00:18:54 El tiempo por defecto de actualización de las LSA es 30 minutos y es usado para garantizar la integridad de la base de datos topológica. Link State Age Interval is 00:20:00 and due in 00:08:53 Intervalo de borrado max-aged y cuándo serán eliminadas las rutas desactualizadas. Router# show ip ospf neighbor [type number] [neighbor-id] [detail] Este comando muestra los vecinos OSPF. Puede utilizarse listando todos los vecinos, por interfaces o con detalles más precisos de los vecinos: Router# show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface www.FreeLibros.com 84 © RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo 140.100.17.132 FastEthernet1/0 140.100.17.131 FastEthernet1/0 140.100.23.1 1 140.100.32.12 1 140.100.32.11 1 140.100.17.194 1 1 FULL/DROTHER 00:00:36 140.100.17.132 1 FULL/DROTHER 00:00:37 140.100.17.131 FULL/BDR 00:00:38 140.100.17.130 FastEthernetl/0 FULL/DROTHER 00:00:35 140.100.32.12 Fddi2/0 FULL/DR 00:00:32 140.100.32.11 Fddi2/0 FULL/DR 00:00:31 140.100.17.194 FastEthernet3/0 Router# show ip ospf neighbor serialO/O Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 140.100.32.12 1 F U L L /DROTHER 00:00:36 140.100.32.12 serial2/0 140.100.32.11 1 FULL/DR 00:00:32 140.100.32.11 serial2/0 Router# show ip ospf neighbor detail Neighbor 140.100.17.132, interface address 172.100.17.132 In the area 3 via interface FastEthernetl/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 6 State changes DR is 172.100.17.129 BDR is 172.100.17.130 Options 2 Dead timer due in 00:00:35 Neighbor 140.100.17.131, interface address 140.100.17.131 In the area 3 via interface FastEthernetl/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 6 state changes DR is 140.100.17.129 BDR is 140.100.17.130 Options 2 Dead timer due in 00:00:34 Neighbor 140.100.23.1, interface address 140.100.17.130 In the area 3 via interface FastEthernetl/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 6 state changes DR is 140.100.17.129 BDR is 140.100.17.130 Options 2 Dead timer due in 00:00:36 Neighbor 140.100.32.12, interface address 140.100.32.12 In the area 3 via interface Fddi2/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 6 state changes DR is 140.100.32.11 BDR is 140.100.32.10 Options 2 Dead timer due in 00:00:32 Neighbor 140.100.32.11, interface address 140.100.32.11 In the area 3 via interface Fddi2/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 6 state changes DR is 140.100.32.11 BDR is 140.100.32.10 Options 2 Dead timer due in 00:00:38 Neighbor 140.100.17.194, interface address 140.100.17.194 In the area 3 via interface FastEthernet3/0 Neighbor priority is 1, State is FULL, 9 state changes DR is 140.100.17.194 BDR is 140.100.17.1 www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF CAMPO 85 DESCRIPCIÓN Neighbor Router ID. Neighbor priority Prioridad enviada en el mensaje helio. State Muestra el estado en que se encuentra el vecino: • Down • Attempt • Init • 2-Way • Exstart • Exchange • Loading • Full Dead Time Período de tiempo que el router esperará sin escuchar helio para declarar al vecino como muerto. Address Dirección IP del vecino. Hay que tener en cuenta que no tiene por qué ser la misma que la del Router ID. Interface Interfaz por la cual se ha conocido al vecino. Options Identifica una stub area. Router# show ip protocols Con el show ip protocols se puede ver la configuración de los protocolos de enrutamiento que estén habilitados en el router y cómo interactúan entreellos. Muestra cuándo se producirá la siguiente actualización. Router# show ip protocols Routing Protocol is "ospf 220" Sending updates every 0 seconds Invalid after 0 seconds, hold down 0, flushed after 0 Outgoing update filter list for all interfaces is not set Incoming update filter list for all interfaces is not set Redistributing: ospf 220 Routing for Networks: 172.202.0.0 Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 172.202.17.131 110 00:50:23 172.202.17.132 110 00:50:23 172.202.17.194 110 00:07:39 www.FreeLibros.com 86 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo 172.202.23.1 110 00:50:23 Distance: (default is 110) Campo Descripción Routing Protocol is "ospf 220" Protocolo de enrutamiento configurado. Sending updates every 0 seconds Frecuencia de las actualizaciones. Invalid after 0 seconds Para protocolos vector-distancia indica el tiempo que una ruta es considerada válida. hold down 0 Hold down es un tiempo usado en protocolos vector-distancia. flushed after 0 Tiempo en el que un protocolo vectordistancia eliminará una ruta de la tabla de enrutamiento. Outgoing update filter list for all interfaces is not set Indica si hay algún filtro de salida. Incoming update filter list for all interfaces is not set Indica si hay algún filtro de entrada. Redistributing: ospf 220 Muestra información redistribuciones. Routing for Networks: 172.202.0.0 Configuration del comando network. Routing Information Sources Direcciones de origen de los router que envían actualizaciones a este router. Gateway Dirección del router que proporciona actualizaciones. Distance Distancia Administrativa. Last Update Tiempo desde que el router recibió la última actualización. Distance: La Distancia Administrativa se puede cambiar para todo el protocolo o por origen. (default is 110) www.FreeLibros.com de nos CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA 87 Router# show ip route Este comando muestra la tabla de enrutamiento del router, brinda información sobre cómo se alcanza una ruta y a través de qué interfaz. Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF Ínter area Ni - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 El - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, Ll - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR p - periodic downloaded static route Gateway of last resort is 10.122.22.129 to network 0.0.0.0 C 10.0.0.0/8 is directly connected, FastEthernetO/1 10.122.0.0/25 is subnetted, 1 subnets C 10.122.22.128 is directly connected, FastEthernet0/0 0 IA 6.0.0.0/8 [110/65] via 5.0.0.2, 00:00:18, Serial0/0 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.122.22.129 Router#show ip ospf database Este comando muestra los contenidos de la base de datos topológica. Router# show ip ospf database OSPF Router with ID (172.100.32.10) Router Link States (Area 2) Link ID ADV Router Age Seq# (Process ID 220) Checksum Link count 172.100.17.131 172.100.17.131 471 0x80000008 0xA469 1 172.100.17.132 172.100.17.132 215 0x80000007 0xA467 1 172.100.17.194 172.100.17.194 1489 0x8000000B 0xFFl6 1 172.100.23.1 172.100.23.1 505 0x80000006 0x56B3 1 172.100.32.10 172.100.32.10 512 0x8000000C 0x46BA 3 172.100.32.11 172.100.32.11 150 0x80000006 0x6A73 1 172.100.32.12 172.100.32.12 1135 0x800.00002 0x8E30 1 Net Link States (Area 2) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 172.100.17.130 172.100.23.1 220 0x80000007 0x3B42 . 172.100.17.194 172.100.17.194 1490 0x80000002 0xl5C9 172.100.32.11 172.100.32.11 150 0x80000004 0x379E Router#show ip ospf interface [ t y p e number] Brinda información sobre cómo OSPF está configurado en cada una de las interfaces. www.FreeLibros.com 88 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Router#show ip ospf interface fastethernetO/O FastEthernetO/O is up, line protocol is up Internet Address 172.100.17.129/28, Area 2 Process ID 100, Router ID 172.100.32.10, Network Type BROADCAST, Cost: 1 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 100 Designated Router (ID) 172.100.32.10, Interface address 172.100.17.129 Backup Designated router (ID) 172.100.23.1, Interface address 172.100.17.130 Timer intervals configured, Helio 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5 Helio due in 00:00:06 Neighbor Count is 3, Adjacent neighbor count is 2 Adjacent with neighbor 172.100.17.132 Adjacent with neighbor 172.100.17.131 Adjacent with neighbor 172.100.23.1 (Backup Designated Router) Suppress helio for 0 neighbor(s) Comandos debug Los comandos debug son apropiados para verificar y solucionar problemas en la red pero hay que utilizarlos con la debida precaución puesto que podrían consumir todos los recursos de CPU del router. Si no se ésta conectado por consola será necesario instalar una estación terminal monitorizando para que reciba toda la información que se genere en el router. Tan pronto como se tenga la información necesaria es recomendable deshabilitar el proceso de debug, basta con anteponer un “no” delante del comando. Router#debug ip ospf events Este comando muestra información de los eventos relativos a OSPF como pueden ser las adyacencias, flujo de información, selección de DR y BDR y cálculos de SPF. Router#debug ip packet Este comando brinda información de los paquetes recibidos, generados y enviados. No funcionara para ver tráfico que pasa a través del router si están habilitados CEF o Fast-switched de las interfaces correspondientes. TOPOLOGÍAS OSPF OSPF tiene la capacidad de enrutar tráfico sobre cualquier medio de capa dos (nivel de enlace). OSPF asume que dentro de una red todos los routers podrían comunicarse directamente usando multicást y que ningún router ocupa una www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 89 posición única o privilegiada dentro de la topología, aunque muchas veces físicamente esto no es cierto. Estas posturas que adopta OSPF son correctas para ethemet ya que si existen varios routers conectados a un switch se pueden comunicar entre todos ellos usando multicást y cualquiera de ellos puede tomar el rol de DR. Pero estas afirmaciones no son correctas en entornos NBMA como por ejemplo Frame-Relay, donde multicást y broadcast no son soportados en las interfaces que usan el tipo de red de OSPF NBMA. Los tipos de redes OSPF configurables en routers Cisco son las siguientes: • • • • Broadcast multi-access Point-to-point Point-to-multipoint. Nonbroadcast y broadcast (opción por defecto) Nonbradcast multiaccess (NBMA) Multicást y broadcast son simulados replicando un envío a cada vecino para suplir la falta de los mismos cuando usamos en las interfaces del router el tipo de red de OSPF NBMA. Las comunicaciones “todos a todos” no han de ser nunca asumidas en un entorno NBMA. El DR necesitará ser capaz de comunicarse con el resto de los dispositivos de manera directa, por lo que habrá que pensar quién asumirá ese rol a la hora de diseñar la red. Los DR sirven para minimizar el tráfico en la red asumiendo que siempre están en contacto con todos los demás dispositivos. En Redes multiacceso como NBMA y broadcast, la elección automática de un DR será correcta cuando dichas redes sean de malla completa; mientras que en los casos de mallas parciales las configuraciones deberán asumirse manualmente. Esto implica modificar las prioridades para que el DR sea el que esté en contacto con todos los demás routers. Por ejemplo en una topología Frame-Relay hub-and-spoke, el DR debería ser el hub porque tiene PYC hacia todos los demás routers que deben tener la prioridad en cero. En redes punto a punto y punto multipunto no se contemplan elección de DR y BDR, en ese sentido estas últimas se comportan como si fueran punto a punto. Cisco agrega a estos tipos de redes la opción de point-to-multipoint nonbroadcast. - www.FreeLibros.com 90 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Los tipos de redes en OSPF pueden describirse como un estándar RFC o como propietarias de Cisco: • RFC-compliant (RFC 2328): compatible con cualquier tipo de fabricante y hace referencia a dos tipos de redes: • • • NBMA Point-to-multipoint Cisco-specific: específicas de Cisco para redes broadcast, point-tomultipoint (broadcast), point-to-multipoint nonbroadcast, point-topoint y NBMA de las cuales tres son propietarias: • • • Point-to-multipoint nonbroadcast Broadcast Point-to-point Reconocimientos de vecinos En redes NBMA los routers no pueden descubrir a sus vecinos dinámicamente por lo que se deben configurar manualmente. Respecto a la elección del DR en el tipo de red broadcast, el comportamiento es similar al de las NBMA sólo que en ese tipo de red los vecinos se descubren dinámicamente sin necesidad de configuraciones manuales. Para el caso RFC point-to-multipoint los vecinos se descubren dinámicamente, sin embargo en las point-to-multipoint nonbroadcast deben ser configurados manualmente. Esta característica avanzada de configuración también es utilizada para asignar diferentes tipos de costes a los vecinos OSPF debido a que en redes point-to-multipoint OSPF, por defecto, asigna el mismo coste a cada uno, aunque en realidad el ancho de banda sea diferente. Para redes point-to-point el vecino es obviamente el otro router del extremo. Temporizadores OSPF envía a intervalos regulares paquetes helios para descubrir nuevos vecinos y para mantener la lista de los que ya conoce. Los vecinos se declaran muertos luego del dead que es por defecto cuatro veces el intervalo de un helio. Las redes broadcast y point-to-point utilizan un intervalo de 10 segundos y un dead de 40 segundos. Los otros tipos de redes utilizan un intervalo helio de 30 y un dead de 120 segundos. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA 91 La siguiente tabla muestra un resumen de los diferentes tipos de redes OSPF: Sil broadcast Point-toMultipoint (Broadcast) Point-toMultipoint Nonbroadcast Broadcast Pointto-Point DR/BDR Sí No No Sí No Identificación de vecinos Sí No Si No No Intervalos de tiempos helio y dead 30/120 30/120 30/120 10/40 10/40 RFC 2328, Cisco RFC RFC Cisco Cisco Cisco Red soportada Malla completa Todas Todas Malla completa Point-topoint Non Subinterfaces En un router Cisco es posible configurar una interfaz física con dos o más subinterfaces, las que pueden ser del tipo point-to-point o multipoint. En una red OSPF una interfaz serie física es por defecto del tipo nonbroadcast multiaccess. Las interfaces Frame-Relay multipoint soportan múltiples PVC, éstas se pueden configurar utilizando cualquier tipo de red OSPF excepto las punto a punto. Para las subinterfaces multipoint en OSPF el tipo de red por defecto es NBMA. Para el caso de las subinterfaces point-to-point por defecto son tratadas como una red OSPF point-to-point. Elección de una topología OSPF Para redes Frame-Relay de malla completa se puede utilizar cualquiera de las opciones de red que ofrece OSPF, sin embargo normalmente se opta por las NBMA. En el caso de elegir una red de tipo broadcast se tendrá un descubrimiento www.FreeLibros.com 92 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA dinámico de los vecinos. Para cualquiera de los dos casos el funcionamiento es óptimo sin necesidad de recurrir a otros diseños. Para el caso de redes Frame-Relay de malla parcial el DR debe estar en contacto con todos los demás routers de la red. Para que esto sea funcional se pueden utilizar cualquiera de las siguientes opciones: • Una red NBMA y elegir manualmente el DR. • Una red point-to-multipoint. • Dividir la red en varias conexiones punto a punto. • Separar una zona de la red que sea malla completa y agregar circuitos punto a punto. En el siguiente ejemplo se describen los cuatro casos: R o u te r B 1. Elegir una red NBMA configurando manualmente el DR. Esto será posible sólo si uno de los routers tiene conexión con todos los demás. Para este caso la prioridad en todos los routers debe estar ajustada para que el router A sea el DR. Es conveniente que los routers B, C y D tengan una prioridad de 0 para que no participen en la elección del DR. La desventaja de este diseño es que existe un único punto en común entre los routers que, en caso de fallos, dejaría a los demás routers incomunicados. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 93 2. Elegir una red point-to-multipoint. Los vecinos reconocerán dinámicamente al otro lo que hace que la configuración de la red en general sea fácil. Se formarán 4 adyacencias en los PVC como si fuera una sumatoria de redes punto a punto. 3. Configurar cada PVC como un circuito separado punto a punto. Esta opción es la mas fácil de documentar y solucionar conflictos, pero requiere mas configuraciones. 4. Crear subinterfaces en el router A, una tendría el circuito A-C-D en malla completa y la otra una conexión punto a punto hacia el router B. CONFIGURACIÓN DE OSPF EN UN ENTORNO NONBROADCAST Para la configuración de las interfaces en un entorno nonbroadcast se utiliza el siguiente comando: Router(config-if )# ip ospf network {broadcast | non-broadcast | point-to-point | {point-to-multipoint [non-broadcast]}} Hay que tener en cuenta que las interfaces por defecto son del tipo de red OSPF NBMA para entornos nonbroadcast. Si la configuración de las subinterfaces es del tipo point-to-point automáticamente OSPF le asignará un tipo de red pointto-point. Para configurar un router que soporte una red del tipo OSPF nonbroadcast con NBMA hay que identificar los vecinos y elegir el tipo de red para la nube. Como por defecto el tipo de red es NBMA sólo será necesario definir los vecinos. Las condiciones principales son que el DR y el BDR tengan conectividad con todos los demás routers y determinar las prioridades en cada uno de los routers para la correcta elección del DR y BDR. La sintaxis para el comando neighbor es: Router(config-if )# neighbor ip-address [priority number ] [poll- interval sec][cost number] La prioridad puede ajustarse a valores diferentes a 1 que es el que trae por defecto. El valor de prioridad más alto será el que se tenga en cuenta. En algunos casos es necesario seguir enviando helio a vecinos que están inactivos, la frecuencia de envío en estos casos es por defecto 120 segundos y puede www.FreeLibros.com 94 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo configurarse con el poll-interval. En el comando neighbor también puede configurarse el coste del enlace hacia cada uno de los vecinos. Router(config)# interface SerialO/1 Router(config-if)# ip address 122.118.12.100 255.255.255.0 Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config)# router ospf 220 Router(config-router)# network 122.118.12.100 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)# neighbor 122.118.12.2 Router(config-router)# neighbor 122.118.12.3 Router(config-router)# neighbor 122.118.12.5 Configuración de red del tipo point-to-multipoint en OSPF Con este tipo de red las adyacencias son creadas automáticamente en todos los PVC lo que genera más trabajo para el router pero ofrece mayor flexibilidad a la hora de configurarlo. En este caso no hay elección de DR ni BDR y los vecinos son descubiertos de manera automática. El único cambio que debe realizarse en la configuración es pasar del modo NBMA a este tipo de red. El modo de red OSPF point-to-multipoint nonbroadcast aparece a partir de la versión de IOS 11.3a cuya principal novedad es que se permite cambiar el coste por vecino. Router(config-if)# ip ospf network {pointto-multipoint [non broadcast] } Router(config)# interface SerialO/O Router(config-if)# ip address 122.118.12.1 255.255.255.0 Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config-if)# ip ospf network point-to-multipoint Router(config)# router ospf 220 Router(config-router)# network 122.118.12.0 0.0.0.255 area 0 Configuración de red del tipo broadcast en OSPF En este tipo de red los vecinos son descubiertos automáticamente y la frecuencia de envíos de los paquetes helio es mayor que en las redes NBMA. Este tipo de red funciona con mejor desempeño que las de tipo completamente mallada. Router(config)# interface SerialO/1 Router(config-if)# ip address 122.118.12.1 255.255.255.0 Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config-if)# ip ospf network broadcast Router(config)# router ospf 220 Router(config-router)# network 122.118.12.0 0.0.0.255 area 0 www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF 95 Configuración de red del tipo point-to-point con subinterfaces Frame-Relay en OSPF En este entorno cada subinterface se comporta como si fuera una interfaz física punto a punto, la comunicación entre los routers es directa y las adyacencias se crean automáticamente. Simplemente se crean las subinterfaces con un direccionamiento IP que será luego añadido al comando network en OSPF. Router(config)# interface SerialO/O Router(config-if)# no ip address Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config)# interface SerialO/O.l point-to-point Router(config-subif)# ip address 122.118.12.1 255.255.255.0 Router(config-subif)# frame-relay interface-dlci 51 Router(config)# interface Serial0/0.2 point-to-point Router(config-subif)# ip address 122.118.12.1 255.255.255.0 Router(config-subif)# frame-relay interface-dlci 52 Router(config)# router ospf 220 Router(config-router)# network 122.118.12.0 0.255.255.255 area 0 MÚLTIPLES ÁREAS OSPF Un área de OSPF en una agrupación lógica de routers que están ejecutando OSPF y que comparten la misma información de la base de datos topológica. Un área es una subdivisión de un dominio de OSPF. El uso de múltiples áreas elimina la necesidad de comunicar todos los detalles de la red entre cada uno de los dispositivos de enrutamiento, manteniendo control y conectividad entre todos ellos. Esta característica diferencia aún más a OSPF de los protocolos vector-distancia. La división en áreas permite a los routers dentro de un área mantener sus bases de datos topológicas limitando así el tamaño de dichas bases de datos. Por otra parte las sumarizaciones y enlaces externos aseguran las comunicaciones entre áreas y redes fuera del sistema autónomo. Los routers dentro de un área mantienen una base de datos topológica consistente y cualquier cambio se debe comunicar a todos los demás dispositivos dentro de ese área. Cuando la red crece también crecen los problemas ya que la base de datos es demasiado grande generando gastos de recursos de memoria y CPU. Los recálculos de SPF aumentan incrementando la congestión entre los enlaces, pérdidas de paquetes y sistemas saturados. Finalmente, dividir la red en áreas más pequeñas contribuye al mejor rendimiento de la misma. La cantidad de routers en cada una dependerá del diseño y de la cantidad de enlaces que contenga la misma. www.FreeLibros.com 96 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Tipos de router en múltiples áreas La división en áreas hace que el desepeño de la red mejore notablemente, parte de esta mejora incluye la tecnología empleada y el diseño de un modelo jerárquico eficiente. Los routers dentro de este modelo jerárquico tienen diferentes responsabilidades, a saber: • Internal router, es el responsable de mantener una base de datos actualizada y precisa de cada una de las LSA dentro de cada una de las áreas. Al mismo tiempo envía datos hacia otras redes empleando la ruta más corta. Todas las interfaces de este router están dentro de la misma área. • Backbone router, las normas de diseño de OSPF requieren que todas las áreas estén conectadas a un área de backbone o área 0. Un router dentro de esta área lleva este nombre. • Area Border Router (ABR), este router se encarga de la conexión entre dos o más áreas, mantiene una base topológica de cada una de las áreas a que pertenece y envía actualizaciones LSA a cada una de dichas áreas. • Autonomous System Boundary Router (ASBR), este router conecta hacia otros dominios de enrutamiento, normalmente ubicados dentro del área de backbone. Anuncios de estado de enlace Las LSA (Link-State Advertisements) son utilizadas para listar todas las rutas posibles. Las LSA más comunes son las siguientes: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 97 • Router link LSA (tipo 1), cada uno de los routers genera LSA listando cada vecino y el coste hacia cada uno. Las LSA de tipo 1 y de tipo 2 se envían dentro de toda el área y son empleadas por SPF para elegir rutas. • Network link LSA (tipo 2), ésta es enviada por el DR y contiene una lista de todos los routers con el que éste forma adyacencias. Al igual que las de tipo 1 se envían dentro de toda el área y son empleadas por SPF para elegir rutas. • Network summary link LSA (tipo 3), son generadas por los ABR para ser enviadas entre áreas. Estas LSA listan todos los prefijos en un área determinada, incluida también, si la hubiera, la sumarización. • AS external ASBR summary link LSA (tipo 4), los ASBR generan este tipo de LSA para advertir de su presencia. Informan a todos los demás routers cómo alcanzar al ASBR. Las LSA de tipo 3 y tipo 4 son denominadas inter-área porque pasan información entre áreas. • External link LSA (tipo 5), son originadas por ASBR e inundan todo el AS con información de rutas externas OSPF o rutas por defecto. • NSSA external LSA (tipo 7), son creadas por un ASBR dentro de un NSSA (Not-So-Stubby Area) puesto que no permiten el uso de LSA de tipo 5. En una NSSA habrá LSA del tipo 7 informando sobre las rutas externas, el ABR es el encargado de convertirlas al tipo 5. TIPOS DE ÁREAS OSPF Además del área 0 o área de backbone, en OSPF se pueden crear otros tipos de áreas dependiendo de su utilización en la red: • Ordinary o standard area, en el área estándar cada router tiene conocimiento de todos los prefijos que hay en ella y todos poseen la misma base de datos topológica. • Stub area, la particularidad de este área es no aceptar LSA de tipo 5. En lugar de inyectar LSA de tipo 5 el ABR crea una ruta por defecto que es enviada a los routers internos para que la elijan como camino viable. Las áreas stub son útiles para proteger a los routers con poca capacidad de memoria y CPU de ser sobrecargados con muchas rutas externas. • Totally stubby area, este área no acepta LSA de otras áreas del tipo 3 y tipo 4 o externas del tipo 5, todas ellas son reempleadas por el ABR con una ruta por defecto. Este tipo de área protege los routers minimizando sus tablas de enrutamiento evitando que no se inserte en www.FreeLibros.com 98 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo ella cualquier otra ruta OSPF que no pertenezca a la propia área. Esta solución es propietaria de Cisco. Not-So-Stubby A rea (NSSA), éstas son áreas stubby que pueden tener ASBR. Como se dijo anteriormente, las stubby no soportan LSA de tipo 5 por lo tanto en las NSSA se utilizan LSA del tipo 7 para diferenciar redes externas. Cuando estas LSA de tipo 7 llegan al ABR éste las convierte al tipo 5. IM ot-S o-Stubby-Area (NSSA) T o ta lly S tu b b y Area Funcionamiento de OSPF en múltiples áreas OSPF tiene la capacidad de poder funcionar a través de diferentes tipos de áreas manteniendo la coherencia del sistema autónomo. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-M A 99 Los routers ABR generan propagaciones de LSA ABR que son del tipo 3 o siunmaries y las envía al área 0 o de backbone. Las adyacencias entre las áreas utilizan LSA del tipo 1 y del tipo 2, que pasan al área de backbone como summaries o tipo 3 y que serán a su vez inyectadas por otros ABR en otras áreas excepto el caso de una totally stubby. Las rutas externas o sumarizaciones de otras áreas son recibidas por el ABR y enviadas al área local. El siguiente gráfico muestra las propagaciones de las LSA: / Internet ) Área 2 Selección de rutas entre áreas La tabla de enrutamiento del router depende de cómo esté posicionado en la red y del tipo de área en que se encuentre. El router elegirá siempre entre rutas con caminos alternativos hacia un mismo destinto la que tenga menor distancia administrativa. En el caso de rutas alternativas con OSPF el camino más apropiado será el de menor coste hacia ese destino. En el supuesto caso de que los caminos alternativos tengan el mismo coste, OSPF de manera automática balanceará la carga equitativamente hasta en cuatro caminos diferentes. La tabla de enrutamiento conlleva un proceso secuencial donde se muestra la información de cómo fue creada hasta la métrica empleada en cada ruta. Esto hace posible la operación del router en la red. www.FreeLibros.com 100 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Los eventos más importantes en la creación de una tabla de enrutamientos son: • El router recibe las LSA. • El router construye una base de topología. • El router ejecuta el algoritmo de Dijkstra para calcular la ruta mas corta y añadirla en la tabla de enrutamiento. La tabla de enrutamiento refleja la topología de red brindando información precisa de dónde están situadas las redes remotas en relación con el router local. La información contenida en la tabla evitará atravesar áreas externas innecesariamente, tráfico excesivo o bucles de red. Calculando el coste a un área diferente La ruta hacia otra área se calcula como el menor coste hacia el ABR sumado al menor coste a través del área de backbone. Las rutas externas son aquellas utilizadas por otros dominios o protocolos de enrutamiento descubiertas por OSPF que pueden tener su coste calculado de dos maneras diferentes. • E l, en este tipo de rutas el coste del camino hacia el ASBR es añadido al coste externo de dicha ruta. • E2, éstas son las rutas por defecto. El cálculo del coste se hace sólo desde el ASBR hacia esa ruta. En el caso de existir dos rutas hacia un mismo destino las rutas E l son preferidas sobre las E2. Las E2 son muy útiles cuando no se quiere que la ruta dentro del área local influya en el coste; inversamente, cuando el coste depende de la ruta local se usan las E l . En la primera columna que aparece en la tabla de enrutamiento se muestra el origen de la información recibida, en el caso se OSPF además se muestra el tipo de LSA: Tipo de LSA Entrada en la tabla de enrutamiento 1 Router / 2 Network O (OSPF) 3 Summary (entre áreas) 0 IA (OSPF inter-área) www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 2. OSPF 4 Summary (entre áreas) OIA 5 External (entre sistemas autónomos) 0 El 101 OE2 DISEÑO DE OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS La forma en que se van a dividir las áreas tendrá un impacto directo en el direccionamiento IP dentro de la red. En este diseño se debe tener especial cuidado con los recursos existentes y no sobrecargarlos, considerando el diseño como escalable. OSPF proporciona con la creación de áreas las herramientas necesarias para que la red pueda seguir creciendo sin exceder los recursos disponibles. En OSPF las sumarizaciones toman su lugar en los ABR. Es recomendable aplicarlas desde el comienzo del diseño generando planes de direccionamiento que incorporen dichas sumarizaciones. Tomando en cuenta que todo el tráfico atravesará el backbone, esas sumarizaciones serán muy convenientes, enviando menor cantidad de LSA por toda la red. Es importante pensar durante el diseño que la red puede fallar o dividirse, OSPF ofrece los virtual link permitiendo que áreas que no están directamente conectadas al backbone aparezcan directamente conectadas, es decir, que áreas físicamente no conectadas puedén llegar a estarlo lógicamente. Aunque es posible tener un router conectado a más de tres áreas, Cisco recomienda que en el caso de que esta cantidad sea superior se tenga especial cuidado con el diseño, los resultados de tener más áreas dependerán del tipo de router, capacidad de memoria y CPU de cada uno. También influirá considerablemente el tipo de topología y la cantidad de LSA que son generados. Si bien no es una norma se recomienda que cada área no sobrepase el rango de 40 a 80 routers. OSPF es un protocolo de enrutamiento que utiliza muchos recursos de memoria y CPU para el mantenimiento de ias bases de datos a través del algoritmo SPF y el envío de LSA, como es el caso de los ABR que mantienen una imagen general de toda la topología de la red de cada una de las áreas en que están conectados. En síntesis, no es tan importante la cantidad de routers por área sino el número de rutas y la estabilidad de la red debido a que el número de LSA que www.FreeLibros.com 102 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo habrá en la red será proporcional a la cantidad de recursos consumidos por el router. Las siguientes consideraciones son importantes a tener en cuenta a la hora del diseño de red: • Tipo de área (stub, totally stub o backbone), esto determinará la cantidad y frecuencia de las LSA, por lo tanto el uso requerido de CPU. El tipo de área también afectará a la velocidad de convergencia. • Recursos de CPU y memoria en los routers. Los routers pequeños o con poca CPU no están diseñados para manejar bases topológicas demasiado grandes ni para estar ejecutando continuamente el algoritmo SPF. • Velocidad del enlace, cuanta mayor velocidad de transmisión tenga el enlace menor posibilidad de congestión en los paquetes que va transmitiendo. • Estabilidad, la frecuencia en la propagación de las LSA cuando los cambios de topología lo requieran determina la necesidad de estabilidad de ancho de banda, CPU y memoria. • NBMA, para el caso de redes de este tipo es determinante saber si se trata del tipo malla completa o parcial. Para el caso de una malla parcial habrá que configurar adecuadamente los routers para que OSPF pueda ejecutarse correctamente. • Enlaces externos, para el caso de que existan enlaces externos habrá que analizar si éstos provocan demasiadas LSA, utilizando la sumarización o rutas por defecto; para reducirlos se ahorran gastos de memoria y CPU. • Sumarización, un diseño jerárquico con un direccionamiento . IP apropiado facilitará el uso de sumarizaciones cuando sea necesario. Cuanta mayor cantidad de sumarizaciones menor cantidad de LSA propagadas. Incrementando el número de vecinos se incrementan los recursos que son asignados para administrar dichos enlaces en el router. Para el caso de una topología donde haya un DR, podría verse sobrecargado si existen muchos routers en ese enlace. Por esto último es recomendable asignar manualmente el rol de DR a un router dentro de ese segmento que tenga la capacidad suficiente y la memoria y CPU adecuadas. También es importante resaltar que no es conveniente que el mismo router sea seleccionado como DR para más de un enlace. www.FreeLibros.com © ra -m a CAPÍTULO 2. OSPF 103 El ABR mantiene una tabla topológica total para cada una de las áreas en que está conectado. Esto genera gran utilización de recursos y recálculos de SPF más a menudo. El número de áreas que dicho router puede soportar depende de su capacidad y del tamaño de las áreas. En un buen diseño jerárquico donde el mantenimiento de las áreas es repartido entre varios routers, no sólo se comparte la carga sino que además se crea redundancia. Sumarización Uno de los principales valores que posee OSPF es la alta capacidad de escalado, esto tiene relación directa con la sumarización. Un sistema jerárquico de múltiples áreas permite sumarizar de manera inteligente en router ABR y ASBR. En OSPF existen dos tipos de formas de sumarización: • Sumarización inter-área: llevada a cabo por el ABR. Crea LSA de tipo 3 y tipo 4. Las de tipo 4 anuncian los routers ID de los ASBR. • Sumarización Externa: llevada a cabo en el ASBR. Crea LSA tipo 5. Virtual Links Como se dijo previamente, OSPF requiere que todas las áreas estén conectadas al área 0 o de backbone a través de un ABR. Dicho ABR tendrá una copia de la base de datos topológica completa de cada una de las áreas a las que pertenezca. Para los casos en que el administrador deba configurar un área sin conectividad con el área 0 podrá utilizar los virtual links, creando un “puente” entre dos ABR para conectar de forma lógica el área remota con el área 0. De esta manera la información del área entre los dos ABR fluye a través del área intermedia o virtual. Desde el punto de vista de OSPF el ABR tiene una conexión directa con estas tres áreas. Este escenario puede verse en varios casos: • Una fusión o un fallo aísla un área del área 0. • La existencia de dos áreas 0 debido a una fusión. • Un área es crítica y se requiere configurar un link extra para mayor redundancia (pasando éste por otra área para llegar alárea 0). www.FreeLibros.com 104 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Aunque los virtual links son una herramienta que solventa este tipo de situaciones no se debe pensar en ella desde un punto de vista de diseño, deben ser empleadas como soluciones temporales. Hay que asegurarse de los siguientes puntos antes de implementarlos: • Ambos routers deben compartir un área. • El área de tránsito no puede ser stub. • Uno de los routers ha de estar conectado al área 0. OSPF multi área en redes NBMA En el diseño de redes OSPF existen dos maneras de integrar una red del tipo NBMA en una red OSPF multi área: • Definir la NBMA como Área 0. Esto tiene sentido si el resto de las áreas son satélites de ésta. De esta manera se consigue que todo el tráfico de las demás áreas fluya a través de la red NBMA. Esta solución es adecuada cuando la red NBMA es del tipo malla completa aunque hay que tener en cuenta que se estarán enviando muchas LSA a través de enlaces WAN. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA • 105 Definir una red central (hub). Crear una red como área 0 con sitios remotos a manera de satélites (spokes). Esto será lo más adecuado si las áreas son de tipo stub; la carga de tráfico enviada sobre la nube NBMA será mantenida al mínimo posible. CONFIGURACIÓN DE OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS Para iniciar el proceso de configuración de OSPF en múltiples áreas se deben ejecutar los siguientes pasos: • Definir las interfaces en el router. Identificar qué interfaces participarán en el proceso de OSPF. • Identificar el área. Identificar a que áreas pertenecerán dichas interfaces. • Router ID. Este parámetro identifica al router en la topología de OSPF. La siguiente sintaxis habilita la configuración del protocolo OSPF en el router: Router(config)# router ospf process-number El número de proceso elegido para la configuración de OSPF tiene carácter local pudiendo variar entre todos los routers del dominio, sin embargo es una práctica recomendable utilizar el mismo número ya que facilita la administración de dicho dominio. Un router puede ejecutar varios procesos OSPF aunque no es lo más conveniente debido al consumo de recursos de memoria y CPU. El paso siguiente y dentro del protocolo es identificar las interfaces que participarán en el proceso OSPF y las áreas a que pertenecen. Al tener múltiples áreas las wildcard desempfian un papel importante en el proceso de configuración de dichas interfaces puesto que pueden agruparse por error interfaces que no deben participar en ese proceso. Router(config-router)# network network-number wildcard-mask area area-number Ejemplo de una configuración básica de OSPF múlti área: www.FreeLibros.com 106 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo RouterA(config)# router ospf 220 RouterA(config-router)# network 172.16.20.128 0.0.0.7 area 0 RouterA(config-router)# network 172.16.20.8 0.0.0.7 area 1 Comandos opcionales para OSPF en múltiples áreas OSPF tiene la capacidad de funcionar en grandes redes con una configuración básica. Sin embargo para la optimización y mejor rendimiento es conveniente aplicar algunos de los siguientes comandos: • área range, para ABR. • summary-address, para ASBR. • área area-id stub, para definer un área stub. • área area-id stub no-summary, define un totally stubby area. • área default-cost, determina el valor de las rutas por defecto del área. • área virtual-link, utilizado para configurar enlaces virtuales. El primero de esta lista de comandos opcionales se configura en los routers ABR para anunciar las redes fuera de esa área. Se utiliza para generar sumarizaciones reduciendo considerablemente el tamaño de las bases de datos, particularmente útil en el área de backbone. El parámetro area-id es el identificador del área de las rutas que se pretende sumarizar. Router(config-router)# area area-id range address mask Para deshabilitarlo se ante pone un no al comando: Router(config-router)# no area area-id range address mask www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA 107 La siguiente sintaxis muestra un ejemplo de configuración de este comando: RouterABR(config)# router RouterABR(config-router)# RouterABR(config-router)# RouterABR(config-router)# RouterABR(config-router)# RouterABR(config-router)# RouterABR(config-router)# ospf 220 network 190.0.20.128 0.0.0.15 area 0 network 190.0.20.144 0.0.0.15 area 0 network 190.0.20.160 0.0.0.15 area 0 network 190.0.20.176 0.0.0.15 area 0 network 190.0.20.8 0.0.0.7 area 1 area 0 range 190.0.20.128 255.255.255.192 Para sumarizar rutas que llegan al router ASBR vía redistribución se utiliza el comando: R o u t e r (config-router)#summary-address address mask [notadvertise][tag tag] En este comando el parámetro de la dirección IP es la dirección sumarizada y su correspondiente máscara. Un área que sólo tiene un ABR o en la que no importa qué ABR es elegido para salir del área es una buena elección configurarla como stub. Al mismo tiempo si los routers del área tienen poca capacidad de proceso es conveniente designar el área con stub. Todos los routers dentro de un área stub o totally stub deben estar configurados como router stub. Cuando un área es configurada como stub todas las interfaces que pertenezcan a dicho área intercambiarán helio con un identificador que las hace reconocibles entre los vecinos stub y así establecer la vecindad. Router(config-router)# area area-id stub Con el agregado del parámetro no-summary se configura al ABR de que no envíe sumarizaciones, es decir, LSA tipo 3 y tipo 5 desde otras áreas. Para alcanzar redes o host fuera del área los router utilizan una ruta por defecto que es inyectada por el ABR. Este comando sólo puede ser configurado en el ABR. El resto de los routers dentro del área serán configurados como stub para que intercambien los identificadores y se formen las adyacencias. Router(config-router)# area area-id stub no-summary El ABR reemplaza las rutas externas por un coste por defecto, que es igual al coste hacia el ABR más 1. Este coste puede ser modificado para establecer una ruta por defecto específica. Manipular este parámetro es beneficioso cuando existen dos ABR permitiendo una salida concreta. www.FreeLibros.com 108 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Router(config-router)# area area-id default-cost cost Cuando no es posible conectar un área directamente al área 0 se puede crear un virtual link. La configuración es simple pero puede acarrear algunos problemas. Alguno de estos problemas es la dirección del extremo final del virtual link. Este comando se configura entre los ABR que comparten un área en común y al menos uno de ellos tiene contacto con el área 0. En la configuración del virtual link se especifica el área de tránsito y el router ID del ABR de destino. Se establece una conexión a través del área de tránsito que, a pesar de poder contener gran cantidad de routers, para OSPF el ABR remoto será su próximo salto. Router(config-router)# area area-id virtual-link router-id Ejemplo de configuración de OSPF en múltiples áreas Muchas de las configuraciones y comandos detallados en los párrafos anteriores pueden aplicarse al siguiente ejemplo. La figura ilustra una topología OSPF de múltiples áreas y los comandos utilizados para su configuración. Área 0 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA RouterA(config)# router RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# 109 ospf 220 network 122.100.17.128 0.0.0.15 area 3 network 122.100.17.192 0.0.0.15 area 2 network 122.100.32.0 0.0.0.255 area 0 network 10.10.10.33 0.0.0.0 area 0 i RouterA(config-router )# area 0 range 172.16.20.128 255.255.255.192 RouterA(config-router) # area 3 virtual-link 10.10.10.30 i RouterA(config-router) # area 2 stub RouterA(config-router) # area 3 stub no-summary RouterA(config-router) # area 3 default-cost 15 i RouterA(config-router)# interface loopback 0 RouterA(config-if)# ip address 10.10.10.33 255.255.255.255 i RouterA(config-if)# interface FastEthernet0/0 RouterA(config-if)# ip address 122.100.17.129 255.255.255.240 RouterA(config-if)# ip ospf priority 100 i RouterA(config-if)# interface FastEthernetO/1 RouterA(config-if)# ip address 122.100.17.193 255.255.255.240 RouterA(config-if)# ip ospf cost 10 i RouterA(config-if)# interface FastEthernetl/0 RouterA(config-if)# ip address 122.100.32.10 255.255.255.240 RouterA(config-if)# no keepalive RouterA(config-if)# exit RouterM(config)# loopback interface 0 RouterM(config-if)# ip address 10.10.10.30 255.255.255.255 RouterM(config)# router ospf 220 RouterM(config-router)# network 172.16.20.32 0.0.0.7 area 5 RouterM(config-router)# network 10.10.10.30 0.0.0.0 area 0 RouterM(config-router)# area 3 virtual-link 10.10.10.33 VERIFICACIÓN DE OSPF EN MÚLTIPLES ÁREAS Los siguientes comandos junto a los ya vistos en OSPF en área simple ayudarán a la compresión y resolución de fallos en las redes OSPF. Router# show ip ospf border-routers Este comando muestra los ABR y ASBR que el router interno tiene en su tabla de enrutamiento. Es un excelente comando a la hora de resolver conflictos y permite comprender cómo se esta comunicando la red. Con este comando se puede ver el porqué los usuarios no pueden comunicarse fuera de su área. Router# show ip ospf border-routers OSPF Process 100 internal Routing Table Destination Next Hop Cost Type Rte Type Area SPF No www.FreeLibros.com 110 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo 1 6 0 . 8 9 . 9 7 . 5 3 1 4 4 . 1 4 4 . 1 . 5 3 10 ABR INTRA 0 . 0 . 0 . 3 3 1 6 0 . 8 9 . 1 0 3 . 5 1 1 6 0 . 8 9 . 9 6 . 5 1 10 ABR INTRA 0 . 0 . 0 . 3 3 1 6 0 . 8 9 . 1 0 3 . 5 2 1 6 0 . 8 9 . 9 6 . 5 1 20 ASBR INTER 0 . 0 . 0 . 3 3 1 6 0 . 8 9 . 1 0 3 . 5 2 1 4 4 . 1 4 4 . 1 . 5 3 22 ASBR INTER 0 . 0 . 0 . 3 3 Campo Descripción OSPF Process 100 internal Routing Table Indica el ID del proceso de OSPF que esta ejecutando el router. Destination Router ID (RID) del destino, ya sea un ABR o un ASBR. Next Hop Próximo salto para alcanzar al ABR o ASBR. Cost Métrica hacia el destino. Type Clasifica el router como ABR o ASBR o ambos. Rte Type Tipo de ruta: intra-área o inter-área. Area El área ID del área desde la cual la ruta es aprendida. SPF No Número dél cálculo de SPF que instaló la ruta en la tabla de enrutamiento. Router# show ip route Este comando es uno de los más utilizados a la hora de comprender y resolver fallos en redes IP. El ejemplo que sigue se describe en la próxima tabla donde se pueden observar los códigos LSA en la tabla de enrutamiento. Router# show ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF Ínter area Ni - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 El - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, Ll - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * candidate default U - per-user static route, o — ODR Gateway of last resort is not set 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks O E2 172.16.20.128/29 [110/20] via 172.16.20.9, 00:00:29, Seriall O IA 172.16.20.128/26 [110/74] via 172.16.20.9, 00:01:29, Seriall www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA 111 172.16.20.8/29 is directly connected, Seriall E2 192.168.0.0/24 [110/20] via 172.16.20.9, 00:01:29, Seriall Entrada en la tabla de enrutamiento Descripción 1 Router Link O Generadas por el propio router, lista los enlaces que tiene conectados, el estado y el coste. Son propagadas dentro del área. 2 Network Link 0 Generadas por el DR en una red multiacceso. OIA Incluye las redes generadas dentro de un área y que podrían ser sumarizadas y que son enviadas dentro del área 0 y entre ABR. Las de tipo 4 indican cómo encontrar al ASBR. Estas LSA no son enviadas dentro de totally stubby areas. Tipo de 3 or 4 Summary Link (between áreas) 5 Summary Link/ External Link (between autonomous systems) OE1 o OE2 Rutas externas que pueden ser configuradas para tener uno o dos valores. El incluye el coste hacia el ASBR más el coste externo reportado por el ASBR. E2 sólo incluye el coste externo. Router# show ip ospf virtual-links Este comando muestra los enlaces virtuales de OSPF, puede utilizarse en conjunto con el show ospf neighbor para saber cuáles son los vecinos conectados. Es aplicable aunque los routers no estén físicamente conectados sino que lo estén lógicamente con el virtual link. Router# show ip ospf virtual-links Virtual Link to router 140.100.32.10 is up Transit area 0.0.0.1, via interface EthernetO, Cost of using 10 Transmit Delay is 1 sec, State DROTHER Timer intervals configured, Helio 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5 Helio due in 0:00:08 Adjacency State FULL www.FreeLibros.com 112 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Campo Descripción Virtual Link to router 140.100.32.10 is up El RID del otro extremo del virtual link, el cual vemos como vecino. Transit area 0.0.0.1 El área a través de la cual el virtual link es creado. Via interface Ethernet 0 La interfaz de salida que conecta el virtual link al área 0. Cost of using 10 El coste para alcanzar al vecino a través del virtual link. Transmit Delay is 1 sec El delay del enlace. Este valor ha de ser menor que el “retransmit timer”. State DROTHER El estado del vecino de OSPF. En este caso es DROTHER que significa que es otro diferente de un DR. Helio 10 Tiempo entre helios. Dead 40 Tiempo que el router esperará por un helio antes de declarar al vecino como muerto. Retransmit 5 El tiempo (en segundos) que el router espera por un ACK para una LSA que ya ha transmitido. Por defecto 5 segundos. Helio due in 0:00:08 El tiempo en el que esperamos recibir un helio del vecino. Adjacency State FULL Especifica el estado de la adyacencia con el vecino. Los routers tienen sus bases de datos topológicas sincronizadas. Router# show ip ospf database Muestra todas las entradas en la base de datos de estado de enlace y la información de las LSA que se han recibido. Pueden emplearse variaciones de este comando para acceder a informaciones más específicas. Este comando es útil en combinación con el show ospf neighbor. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF ©RA-MA 113 R o u ter# show ip ospf database OSPF Router with ID (172.16.20.130) (Process ID 100) Router Link States (Area 0) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count 172.16.20.129 172.16.20.129 295 0x80000003 0x419B 1 172.16.20.130 172.16.20.130 298 0x80000002 0x3E9D 1 Net Link States (Area 0) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 172.16.20.130 172.16.20.130 298 0x80000001 0xl9DB Summary Net Link States (Area 0) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 172.16.20.8 172.16.20.129 291 0x80000001 0x7Dl Campo Descripción Link ID 172.16.20.129 Router ID. ADV Router 172.16.20.129 Router ID del router que está advirtiendo. Age 295 Tiempo del estado de enlace. Seq# 0x80000002 Número de secuencia del enlace. Checksum 0xl9DB Control del contenido de la LSA. Link count 1 Número de interfaces detectadas. RESOLUCIÓN DE FALLOS EN OSPF MULTI ÁREA Para resolver fallos en una red OSPF en múltiples áreas puede resultar largo y complejo. Es recomendable seguir una serie de pasos: • Mantener los diagramas de red claros y actualizados con la topología completa de la red. • Guardar copias de todas las configuraciones de los routers actualizadas. • Documentar todos los cambios que se realicen en la red. www.FreeLibros.com 114 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Una red de múltiples áreas OSPF es una red grande y complicada, los comandos que se describen a continuación ayudan a resolver y prevenir problemas en dicha red. Router(config-router)# log-adj acency-changes Este comando es similar a los comandos debug pero utiliza menor cantidad de recursos. Envía menor información que los debug y sólo actúa cuando existe algún cambio de adyacencia. En el siguiente ejemplo se inicia el proceso OSPF, se establecen el log de las adyacencias y se añaden las redes. Posteriormente se observa cómo las interfaces van creando las correspondientes adyacencias. RouterA(config)# router ospf 1 RouterA(conf ig-router)# log-adj acency-changes RouterA(config-router)# network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0 RouterA(config-router)# end RouterA# 10:30:15: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from consolé by consolé RouterA# 10:30:29: %0SPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 131.11.14.14 on EthernetO from DOWÍJ to INIT, Received Helio RouterA# 10:30:38: %0SPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 131.11.84.8 on EthernetO from DOWN to INIT, Received Helio RouterA# 10:30:39: %0SPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr INIT to 2WAY, 2-Way Received RouterA# 10:30:48: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr INIT to 2 WAY, 2-Way Received RouterA# 10:30:54: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 2WAY to EXSTART, AdjOK? RouterA# 10:31:18: %0SPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr EXSTART to EXCHANGE, Negotiation Done 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 2WAY to EXSTART, AdjOK? 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr EXSTART to EXCHANGE, Negotiation Done 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr EXCHANGE to LOADING, Exchange Done 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr LOADING to FULL, Loading Done 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr EXCHANGE to LOADING, Exchange Done 131.11.14.14 on EthernetO from 131.11.84.8 on EthernetO from 131.11.84.8 on EthernetO from 131.11.84.8 on EthernetO from 131.11.14.14 on EthernetO from 131.11.14.14 on EthernetO from 131.11.14.14 on.EthernetO from 131.11.14.14 on EthernetO from 131.11.84.8 on EthernetO from RouterA# 10:31:18: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 131.11.84.8 on EthernetO from LOADING to FULL, Loading Done www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 115 Los siguientes comandos debug son de suma utilidad pero como todos ellos deben ser empleados con la debida precaución puesto que pueden consumir demasiados recursos de CPU del router. El debug ip packet analiza el tráfico entre el router local y los host remotos, recordando que en los routers intermedios debe deshabilitarse el CEF. Este debug muestra los paquetes generados, recibidos y enviados y utiliza muchos recursos de CPU. El debug ip ospf events muestra información relativa a los eventos OSPF, tales como adyacencias, flujo de información, selección de router designado y cálculos SFP. Muchos de los problemas que se producen en OSPF ocurren durante el proceso del establecimiento de las adyacencias. Los pasos lógicos a seguir en el caso de no ver a un vecino configurado en la misma red son los siguientes: • Las configuraciones de ambos routers deben tener la misma máscara de subred, MTU, helio timer e iguales intervalos helio y dead. • Que dichos vecinos estén en la misma área y que ésta sea del mismo tipo. • Finalmente emplear comandos ayuda y como último recurso los comandos debug. ÁREAS ESPECIALES OSPF OSPF soporta diferentes tipos de áreas tales como: standard, stub, totally stubby y not-so-stubby. Esto ofrece flexibilidad y permite adaptar el nuevo diseño al entorno de red existente. Hay que recordar que un área es una parte del dominio de enrutamiento de OSPF donde se ejecuta el algoritmo de Dijkstra para elegir rutas. Esta información acerca de los caminos se envía como un bloque entre áreas. Las áreas nos permiten dividir el dominio en partes más pequeñas capaces de ejecutar SPF de una manera más eficiente. Un problema que puede ocurrir con OSPF es que un área puede llegar a contener demasiadas rutas, dicho de otra manera, demasiadas LSA y los routers pueden verse sobrecargados si no tienen la memoria y procesador suficientes como para manejar tanta información. www.FreeLibros.com 116 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Un área estándar maneja diferentes tipos de LSA. Un ABR en un área estándar envía todas las rutas (externas e intra-área) a través del área estándar. Todas las áreas de tipo stub (stub, totally stubby, NSSA) tratan en diferentes niveles de limitar la información que los routers deben procesar. Estas áreas tienen ciertas características en común: • El área 0 no puede ser stub • Todos los routers en el área han de estar configurados como stub • Los virtual link no pueden atravesar áreas stub r Areas Stub Son aquellas en las que el ABR filtra todas las LSA externas y las reemplaza por una ruta por defecto. Dependiendo de la cantidad de rutas externas que existan esta solución puede reducir considerablemente el tamaño de la tabla de enrutamiento y el mantenimiento de la misma. Recuerde que rutas externas son las que se redistribuyen en OSPF desde otro protocolo de enrutamiento. Sin embargo, la reducción de la tabla de enrutamiento conlleva un coste agregado ya que los routers dentro del área usarán el ABR más cercano para alcanzar las redes externas. Esto puede causar un enrutamiento ineficiente, enviando el tráfico hacia el ABR más cercano pero eligiendo el camino menos efectivo. Configuración de un área stub: Router(config-router)# area area-id stub Todos los routers en el área stub tienen que tener configurado este comando para que puedan estar de acuerdo en la señalización stub a la hora de intercambiar helio. r Areas totally stubby Este tipo de áreas es una solución propietaria de Cisco. Lo que se consigue al implementarlas es que los routers ABR supriman las rutas inter-áreas y las rutas externas sustituyéndolas por rutas por defecto. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 117 El comando para configurar este tipo de área es exclusivo para los ABR: R o u t e r (config-router)# area area-id stub no-summary El resto de los routers serán configurados como stub para que se puedan establecer las adyacencias. A continuación se copia1un extracto de una tabla de enrutamiento de un router de un área stub: La tabla de enrutamiento que se muestra más abajo es del mismo router configurado como totally stubby area. Observe la diferencia de datos entre ambas: 10.0.0.0/32 is subnetted, 4 subnets IA 10.0.22.5 [110/782] via 10.21.1.4, 00:02:39, FastEthernetO/O IA 10.0.22.6 [110/782] via 10.21.1.4, 00:02:39, FastEthernetO/O IA 10.0.22.9 [110/782] via 10.21.1.4, 00:02:39, FastEthernetO/O IA 10.0.0.1 [110/1] via 10.21.1.4, 00:02:39, FastEthernetO/O IA 10.0.0.2 [110/782] via 10.21.1.7, 00:02:52, SerialO/O/O [110/782] via 10.21.1.4, 00:02:52, FastEthernetO/O 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 7 subnets, 2 masks O 10.21.1.0/24 [110/10] via 10.21.1.4, 00:03:22, FastEthernetO/O C 10.21.2.0/24 is directly connected, LoopbackO C 10.21.3.0/24 is directly connected, SerialO/O/O O 10.0.1.0/24 [110/20] via 10.21.1.7, 00:04:01, SerialO/O/O O 10.0.2.0/24 [110/30] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O O 10.0.3.0/24 [110/30] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O O 10.0.4.0/24 [110/40] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O O IA 10.22.1.0/24 [110/40] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O 0 IA 10.22.2.0/24 [110/40] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O 0 IA 10.22.3.0/24 [110/40] via 10.21.1.4, 00:04:01, FastEthernetO/O 0*IA 0.0.0.0/0 [110/2] via 10.1.1.1, 00:01:51, FastEthernetO/O 10.0.0.0/32 is subnetted, 4 subnets 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 7 subnets, 2 masks O 10.21.1.0/24 [110/10] via 10.21.1.4, 00:03:22, FastEthernetO/O C 10.21.2.0/24 is directly connected, LoopbackO C 10.21.3.0/24 is directly connected, SerialO/O/O O 10.0.1.0/24 [110/20] via 10.2Í.1.7, 00:05:59, SerialO/O/O 0 10.0.2.0/24 [110/30] via 10.21.1.4, 00:05:59, FastEthernetO/O O 10.0.3.0/24 [110/30] via 10.21.1.4, 00:05:59, FastEthernetO/O 0 10.0.4.0/24 [110/40] via 10.21.1.4, 00:05:59, FastEthernetO/O 0*IA 0.0.0.0/0 [110/2] via 10.1.1.1, 00:03:51, FastEthernetO/O www.FreeLibros.com 118 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo r Areas not-so-stubby Las LSA de tipo 5 no son permitidas en las áreas de tipo stub, para solventar este problema se han creado las áreas not-so-stubby (NSSA). Una NSSA es un área stub que permite al ASBR propagar rutas externas dentro del dominio OSPF, existen dos tipos de NSSA, las not-so-stubby y las not-so-totally-stubby. El ASBR envía LSA de tipo 7 dentro del área NSSA, cuando éstas llegan al ABR las convierte en LSA de tipo 5 para ser enviadas al área 0. Estas LSA de tipo 7 aparecen en la tabla de enrutamiento como redes tipo N I o N2 . El ABR dentro de un área NSSA no genera automáticamente rutas por defecto, para que esto suceda habrá que configurar manualmente los comandos nosummary o default-originate. La sintaxis para configurar un área NSSA en un ABR es la siguiente: Router(config-router)# area area-id nssa [no-summary] Todos los routers dentro del área NSSA deben reconocer el tipo de área, esto se hace con el siguiente comando: Router(config-router)# area area-id nssa Para la verificación de áreas stub el comando show ip protocols proporciona una información generalizada sobre los protocolos que se están ejecutando en el router. Con el show ip ospf se verifican los parámetros de configuración de OSPF y con el show ip route se podrán observar con detalle las tablas de enrutamiento. Estos comandos son un buen comienzo a la hora de solucionar y analizar problemas en las áreas OSPF, los siguientes pueden servir de apoyo a los tres anteriores comandos: • • • • show ip show ip show ip show ip ospf route ospf database ospf database nssa-external AUTENTICACIÓN OSPF Los sistemas de redes pueden ser atacados de diferentes maneras, en particular interceptando paquetes OSPF y así conseguir por ejemplo denegación de servicio o simplemente inyectar rutas que son maliciosas. OSPF por defecto confia en todos los paquetes que recibe, por lo tanto es susceptible a posibles ataques. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 2. OSPF © RA-MA 119 OSPF ofrece tres niveles de autenticación: • Nuil, sin autenticación. • Texto plano, la contraseña no está cifrada. • Cifrado con el algoritmo MD5. Por defecto la que se utiliza es la primera de estas opciones. Autenticación en texto plano Este tipo de autenticación proporciona un nivel de seguridad muy básico. Cualquier atacante con un nivel de acceso medio podría leer las claves intercambiadas. Antes de la versión de IOS 12.0 esta autenticación se configuraba por áreas, todos los routers dentro de la misma área compartían la contraseña; actualmente puede hacerse además por interfaz. La sintaxis de configuración es en el siguiente orden: Router(config-if)# ip ospf authentication-key password Router(c o nfig-if )# ip ospf authentication Autenticación con MD5 La autenticación con MD5 (Message Digest) mantiene un buen nivel de seguridad. Con este sistema ambos extremos se aseguran de conocer las claves utilizadas en los mensajes de autenticación. Para la configuración con MD5 se debe crear una clave o llave que se utilizará en combinación con la contraseña para crear el cifrado. Es posible tener más de una clave activa a la vez. Los routers que participen en la autenticación deben compartir el número de llave y la contraseña. La sintaxis muestra en el siguiente orden la configuración de esta autenticación: Router(config-if)# ip ospf message-digest-key key md5 password Router(config-if)# ip ospf authentication message-digest Para verificar que la autenticación está funcionando correctamente se pueden utilizar los comandos: www.FreeLibros.com 120 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo • ip ospf neighbor, para ver que los vecinos completen las adyacencias. • ip ospf interface, muestra información de la autenticación en la interfaz. • debug ip ospf adjacency, muestra todos los estados de la autenticación. Cuando los routers no están de acuerdo en el tipo de autenticación empleada envían un mensaje como el que se muestra a continuación: *Dec 03 17:52:17.527: OSPF: Rcv pkt from 10.0.0.1, FastethernetO/O: Mismatch Authentication type. Input packet specified type 0, we use type 1 Para el caso de que las contraseñas sean diferentes el mensaje es el siguiente: *Dec 03 17:55:13.044: OSPF: Rcv pkt from 10.0.0.1, FastethernetO/O: Mismatch Authentication Key — Clear Text www.FreeLibros.com Capítulo 3 IS-IS INTRODUCCIÓN A IS IS IS-IS (Intermedíate System-to-Intermediate System) es un protocolo de gateway interior desarrollado en 1980 por DEC y estandarizado por las ISO (International Organization for Standardization) como un protocolo de enrutamiento para el modelo de referencia OSI (Open System Interconnection). En un principio fue diseñado con la idea de crear una serie de protocolos que pudieran competir con TCP/IP. La idea original que generó la creación de IS-IS responde a los siguientes criterios: • Crear un protocolo no propietario. • Que sea escalable y jerárquico. • Eficiente, que permita una rápida y eficaz convergencia sin sobrecargar la red. Con el transcurso del tiempo a IS-IS se le fueron añadiendo extensiones con el fin de competir y reemplazar a TCP/IP en Internet. Pero finalmente no obtuvo el resultado que se esperaba prevaleciendo TCP/IP entre ambos protocolos. A este IS-IS con extensiones se le llamó IS-IS Integrado, actualmente simplemente se le llama IS-IS y es como será tratado en este libro. www.FreeLibros.com 122 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Recientemente IS-IS está resurgiendo aumentando su popularidad debido a que se tratade un protocolo independiente, escalable y que define tipos de servicios. También se está adaptando su uso en IPv6 y MPLS. Terminología IS-IS Cuando se habla en terminología OSI, un router es definido como un sistema intermediario (IS) y un PC como un sistema final (ES), por lo tanto el protocolo IS-IS es un sistema router-a-router. Al implementar IS-IS es fundamental interpretar el direccionamiento OSI, el CLNS (Connectionless Network Service), OSI soporta cuatro niveles de enrutamiento, en este caso IS-IS ocupa los dos lugares centrales: • Nivel 0, utilizado para encontrar sistemas finales y finales a intermedios. • Nivel 1, utilizado para intercambiar rutas dentro deun área. • Nivel 2, es el backbone entra áreas. • Nivel 3, usado entre sistemas autónomos. Los routers que ejecutan IS-IS pueden estar en el nivel 1, en el nivel 2 o en ambos. Estos últimos conectan áreas al backbone. Estos niveles emplean el algoritmo de Dijkstra SFP para converger rápidamente. Protocolos de la capa de red utilizados en IS-IS Las PDU (Protocol Data Unit) del protocolo IS-IS son encapsulados directamente en tramas de enlace de datos. Todos los paquetes IS-IS comparten la misma cabecera del mismo tamaño, a partir de ésta hay varios campos que comparten información relativa al enrutamiento. Estos campos tienen una longitud variable llamados TLV (Type, Length, Valué). Cada PDU de IS-IS comienza con la cabecera estándar, le siguen los campos específicos y finalmente los campos variables TLV. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 123 © RA-MA Tipos de paquetes IS-IS A continuación se describen los tres tipos de paquetes de IS-IS: Helio: sirven para establecer las adyacencias. Existen tres tipos de paquetes helio: • End System Helios (ESH), helio para sistemas finales, ISO los utiliza para conectarse a los router. Los sistemas finales IP no entienden ESH por lo tanto IS-IS interconecta la red local. • Intermedíate System Helios (ISH), helio de sistema intermediario, los router utilizan el ISH para anunciarse a sí mismos de vuelta al ES. • Intermediate-To-Intermedíate Helios (IIH), sistema intermediario hacia intermediario, los routers utilizan IIH para conocer a otros vecinos IS. Los IIH son transmitidos separadamente a nivel 1 y nivel 2. Debido a que los sistemas punto a punto y broadcast trabajan de manera diferente, las adyacencias también se establecen de manera distinta. En una red punto a punto el router sólo tiene otro router con el que se puede comunicar, las redes broadcast, en cambio, son redes multiacceso que pueden tener una mezcla de niveles 1 y 2. Por esto último las redes LAN tienen unos paquetes especiales llamados LAN Helio con dos formatos, los de nivel 1 y los de nivel 2. Por lo tanto los enlaces broadcast utilizan paquetes LAN Helio y los enlaces punto a punto paquetes Point-to-point Helio. Origen Helio Destino Descripción ESH OSI ES IS Enlaza ES a IS ISH IS OSI ES Anunciáis Nivel 1 IIH L1 IS L1 IS Construye área Nivel 2 IIH L2 IS L2IS Pasa adyacencias de nivel 2 LSP (Link-State Packet): los LSP de un router de nivel 1 son anunciados a todos los routers dentro del área, éstos contienen una lista de todas las adyacencias. De igual manera los routers de nivel 2 anuncian LSP de nivel 2 del mismo dominio. Estos LSP contienen una lista con la información de todas las adyacencias de los otros routers de nivel 2 y las áreas que el router puede alcanzar. www.FreeLibros.com 124 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Las TLV contienen información de nivel 1 y de nivel 2 permitiendo que el formato de las LSP sea el mismo para el router de ambos niveles. Las TLV proporcionan flexibilidad y extensibilidad al protocolo haciendo que el protocolo se adapte a los cambios simplemente agregando nuevas TLV. La estructura de las TLV es la siguiente: • Tipo, identifica los anuncios y todas las características que pertenecen a él, por ejemplo TLV 128 es un anuncio IP. • Longitud (length), indica la longitud del siguiente campo, valué que es de longitud variable. • Valué, el anuncio adquiere forma de rutas IP, vecinos IS o autenticación. Es importante conocer que TLV son soportadas por los dispositivos ya que de esto depende el diseño y configuración de la red. Los routers receptores ignorarán las TLV que no sean soportadas por éstos. COMPARACIÓN DE IS IS CON OSPF IS-IS y OSPF comparten un pasado común ya que fúeron desarrollados al mismo tiempo compartiendo muchas cosas en común. Tal es así que se puede decir que IS-IS es una versión de OSPF en “totally stubby areas”. Ambos protocolos son del tipo de estado de enlace basado en el algoritmo SFP de Dijkstra, soportan VLSM, tienen una jerarquía de dos niveles, convergen rápidamente y utilizan los helio para establecer relaciones con sus vecinos y crear tablas de topologías. Entre las principales diferencias entre OSPF e IS-IS se pueden destacar: • OSPF tiene un área central o de backbone, mientras que IS-IS utiliza un backbone para todas sus áreas. • IS-IS utiliza sólo un DR (Designated Router) llamado DIS (Designated Intermedíate System) y diferentes temporizadores. • IS-IS envía anuncios de una manera estándar en paquetes simples mientras que los envíos de OSPF varían y son transmitidos según el tipo que sean. • IS-IS se encapsula a nivel de la capa de enlace de datos. • OSPF es más cercano a TCP/IP y está más relacionado con redes IP, IS-IS puede soportar CLNS e IP a la vez. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 125 ©RA-MA Si bien las principales características entre ambos protocolos son similares, se detallan a continuación algunas diferencias específicas entre ambos: • Áreas: ambos protocolos soportan una jerarquía de áreas de dos niveles. OSPF utiliza un área principal o área 0 la cual está conectada a todas las demás áreas, los routers que tienen interfaces conectadas a diferentes áreas se llaman ABR. En IS-IS el router pertenece a un área de nivel 1. Los router de nivel 1-2 son similares al ABR, pertenecen a un área de nivel 1 pero enrutan separadamente a nivel 2. En IS-IS los routers de nivel 2 pueden pasar por áreas de nivel 1, los routers de esta última deben estar en el mismo área para poder intercambiar rutas locales y recibir rutas por defecto de nivel 1-2. Por último, los routers de nivel 2 envían actualizaciones de nivel 2 a través del backbone. • Topología de LAN: similar a lo que ocurre en OSPF con los DR en IS-IS funcionan los DIS que simulan una topología punto a punto en un entorno multipunto. Debido a esto muchas veces el DIS es llamado también seudo-nodo. Éstos existen separadamente para ambos niveles y no existen DIS de reserva o backup. En OSPF una vez elegido el DR no será cambiado aunque entre en la red un router con mejor prioridad; sin embargo en IS-IS el rol del DIS puede cambiar de router si entra en la red un router con prioridad más alta sin necesidad de cambios en la topología. En OSPF las adyacencias se establecen con el DR y el BDR, mientras que en IS-IS además de establecer adyacencia con el DIS todos los routers establecen adyacencia con todos los demás. Los LSP son enviados sólo por el DIS. • Anuncios: los anuncios en OSPF son encapsulados por tipo y un router OSPF puede generar diferentes tipos de paquetes para advertir el tipo de conectividad que tiene. Los anuncios de IS-IS son todos de un formato estándar: tipo longitud y valor (TLV). La estructura TLV implica que los anuncios pueden ser fácilmente agrupados y advertidos juntos, empleando menor cantidad de envíos haciendo que IS-IS sea fácilmente adaptable. Los anuncios de IS-IS son llamados SNP (Sequence Number Packets), éstos listan los LSP en el router en la base de datos del router que está retransmitiendo pero en un formato resumido. Los SNP nunca se envían inundando la red, sólo se hace el envío entre vecinos. Los CNP son específicos de cada nivel y pueden ser CSNP (Complete SNP), que listan todas las LSP y PSNP (Partial SNP), que listan sólo algunas LSP. Los LSP que no son reconocidos se ignoran y son enviados por inundación a toda la red. www.FreeLibros.com 126 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo • Encapsulación: una diferencia importante entre los dos protocolos es el tipo de encapsulación utilizada. IS-IS es un protocolo independiente que se ejecuta directamente sobre la capa de enlace, mientras que OSPF está encapsulado dentro de IP. Esto hace que IS-IS pueda adaptarse a diferentes circunstancias con mayor flexibilidad. Un ejemplo de esto último es IPv6 donde IS-IS se adaptó sin grandes cambios, mientras que en OSPF fue necesaria la creación de OSPFv3. • Desarrollos futuros: IS-IS ha estado estancado durante largos años, sin embargo recientemente ha recuperado el interés de los administradores, tanto que Cisco se ha comprometido a llevar este protocolo a niveles de popularidad como los OSPF. Actualmente OSPF tiene diversidad de áreas y métricas más grandes, la información, bibliografía e incluso la ingeniería son mucho más fáciles de conseguir. Las ventajas de IS-IS, como la encapsulación, la estructura de las TLV y el proceso de LSP, aún no han sido aprovechadas ni valoradas por las empresas. DIRECCIONAMIENTO ISO OSPF utiliza direccionamiento IP para determinar el router ID, IS-IS utiliza para el mismo propósito un direccionamiento ISO. Las direcciones ISO tienen dos formatos dependiendo del tipo de dispositivo al que se le asigne esa dirección: • NSAP, Network Service Access Point • NET, Network Entity Title El esquema de direccionamiento ISO tiene un formato complejo y está bien definido por reglas claras. Estas direcciones poseen un rango de entre 8 y 20 octetos o bytes, mientras que una dirección IP sólo consta de 4. La referencia ISO 10589 define tres partes que componen una dirección ISO: • Área, en este caso es como una subred IP, describe un grupo o localización. • ID, identifica un miembro en particular dentro de una localización tal como lo determina la parte de host de una dirección IP. • SEL, similar a un puerto TCP que identifica un proceso en el host. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 127 ©RA-MA IDP AFI 1 octeto IDI HODSP AREA DSP System ID 1-8 octetos ID NSEL 1 octeto SEL Inter Domain Part (IDP) se utiliza para enrutamiento externo, enruta el sistema autónomo. El IDP está otorgado por la ISO e identifica la organización responsable de asignar el formato del resto de la dirección definiendo la estructura DSP. El IDP se subdivide en dos partes: • Authority and Format Identifier (AFI), también llamado Address Family Identifier, primer octeto, identifica la autoridad que dictamina el formato de la dirección y emite las direcciones. Este byte se identifica típicamente con 39 como código de país, 47 código internacional y 49 privado • Initial Domain Identifier (IDI), es una organización de menor jerarquía que funciona dentro del AFI. Domain Specific Part (DSP), es utilizado para enrutar dentro del sistema autónomo, contiene tres campos: • High Order DSP (HODSP), es el área dentro del sistema autónomo. • System ID, identifica el sistema. El estándar indica que puede contener 6 u 8 octetos, Cisco implementa únicamente el System ID de 6 bytes. Este identificador tiene que ser único y debe poseer la misma longitud a través de todo el sistema autónomo. Existen dos maneras de generarlo, una es utilizando simplemente la dirección MAC y la otra es manipular la dirección IP transformándola en un número de tres dígitos, por ejemplo la dirección IP 192.168.1.123 quedaría como System ID 1921.6800.1123. Este número puede ser creado simplemente por el administrador pero puede ser conflictivo si no se realiza correctamente (por ejemplo, duplicaciónes). • NSEL, es un byte que identifica el servicio a nivel de capa de red al cual parar el paquete, 0x00 representa el dispositivo. Un NSAP 0x00 es llamado NET (Network Entity Title). La diferencia de formato de dirección suele generar confusión, sólo basta con recordar que existen dos niveles de jerarquía. Resumiendo se puede decir que el esquema de direccionamiento puede surgir del diseño de un administrador, obtenido del AFI o una entidad como ANSI o GOSIP. www.FreeLibros.com 128 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Reglas para el direccionamiento ISO Las siguientes definiciones especifican algunas cuestiones sobre el direccionamiento ISO: • La dirección ISO se asigna al sistema y no a la interfaz. • Normalmente un router posee una dirección NET. En una implementación convencional de IS-IS el límite es de 3 NET por área en una topología de IS-IS multi-área. • Si múltiples NET son configuradas en el mismo router todas tienen el mismo Sytem ID. • La dirección de área debe ser la misma para todos los router de la misma área. • Todos los routers de nivel 2 tienen que tener el mismo System ID para todo el dominio de nivel 2. Todos los routers de nivel 1 tienen que tener el mismo System ID para todo el dominio de nivel 1. Direcciones NET y NSAP Tanto NET como NSAP son direcciones ISO. La primera es específicamente la dirección NSAP del host con el NSEL en 0x00. Este formato de direcciones es el empleado para identificar un router. El System ID debe ser de la misma longitud para todos los IS y ES dentro del dominio de enrutamiento. Cisco soporta System ID de 6 byte. Ejemplo de una dirección NET El siguiente ejemplo muestra una dirección NET con un AFI (Authority and Format Identifier) 49, es decir, un direccionamiento cuya estructura es creado por un administrador según su propio criterio. Debido a que no es necesaria la diferenciación entre áreas, el IDI no ha sido utilizado. Este ejemplo utiliza la MAC del host como System ID, 49.0005.AA00.0301.16CD.00. El primer byte corresponde al AFI, el último byte es SEL, los 6 bytes restantes son el System ID. Cualquier valor entre AFI y System ID será interpretado como área (IDI), que en este caso no es necesario indicar. 49.0005. Dentro del dominio Area AA00.0301.16CD. 00 Fuera del dominio SEL System ID www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 129 Este otro ejemplo utiliza la dirección de loopback 122.132.16.19 como System ID, 49.0001.1221.3201.6019.00. 49.0001. Dentro del dominio Area 1221.3201.6019. 00 Fuera del dominio System ID SEL Por último, un ejemplo de una dirección GOSIP con información de enrutamiento externo 47.0005.80ff.f800.0000.0001.0000.0c00.1234.00, esta estructura es demasiado compleja para la utilización que hoy en día se le da a IS IS. AFI 47. IDI 0005.80ff.f800.0000. Area HODSP 0001. System ID 0000.0c00.1234. System ID SEL 00 SEL ADYACENCIAS EN IS-IS El enrutamiento hacia un destino dentro de un área es sencillo, el primer IS ubica el destino y lo añade a su tabla de enrutamiento y selecciona la ruta más corta como lo haría OSPF. En cambio el enrutamiento entre áreas es más complejo. El primer IS recibe un determinado tráfico IP que no esta en su tabla de enrutamiento, entonces decide pasar la información al router nivel 1-2 más cercano. Posteriormente este último verifica en su tabla de enrutamiento para enrutar hacia el próximo router de nivel 1-2 más cercano que esté anunciando sumarizaciones que contenga este destino. Las fronteras en IS-IS integrado están definidas en el enlace, esto significa que el router está completamente en un área de nivel 1. Para actualizaciones de enrutamiento de nivel 2 externas todos los routers de ese nivel deben ser contiguos. Los routers que comparten un medio común en IS-IS se hacen vecinos siempre y cuando los paquetes helio que se intercambian tengan cierto criterio común para formar esas adyacencias. Aunque el proceso de encontrar un vecino común difiere del tipo de medio; la información enviada en los helio básicamente es la misma. www.FreeLibros.com 130 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Área 0002 Cada helio identifica el origen de ese helio y las capacidades de la interfaz. Si los helio intercambiados comparten un criterio común se forma la adyacencia y los vecinos IS-IS intercambian información de enrutamiento en forma de LSP. De esta forma todos y cada uno de los routers recopilan información de las redes conectadas para crear mapas topológicos detalladamente iguales acerca de la red. Para que entre dos routers se cree una adyacencia y se conserve, ambas interfaces deben estar de acuerdo en lo siguiente: • Las MTU (Máximum Packet Size) de las interfaces deben ser las mismas. • Ambos routers deben soportar el mismo nivel de enrutamiento, es decir, que un router de nivel 1 se hace adyacente a un router de nivel 1 o nivel 1-2 del mismo área. Un router de nivel 2 se hace adyacente a un router de nivel 2 o nivel 1-2. • Para conectarse hacia otra área al menos uno de los routers debe estar configurado como nivel 1-2. • El System ID tiene que ser único para cada router. • Si se ha configurado autenticación, ésta debe ser idéntica en ambos routers. • Los helio y hold timers deben ser iguales. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 131 ©RA-MA IS-IS define dos tipos de redes, subredes broadcast y redes punto a punto, mientras que OSPF define 5 tipos de redes. Una red Broadcast, al igual que en OSPF, es una red que soporta broadcast y multicást. Los enlaces punto a punto se consideran que son non-broadcast y pueden ser circuitos virtuales permanentes (PVC) o líneas dedicadas. En IS-IS no existe el tipo de red NBMA por lo tanto las redes multiacceso non-broadcast deben ser creadas como broadcast o punto a punto. Normalmente la solución implementada es crearlas con subinterfaces punto a punto. Adyacencias en enlaces punto a punto Cuando se está utilizando enlaces punto a punto la adyacencia se crea después de que un paquete helio ha sido recibido. A continuación cada una de las partes envía un CSNP que es una lista de todos los enlaces que hay en la base de datos de estado de enlace, activando una sincronización de la base de datos de cada uno de los dispositivos. Posteriormente helio periódicos mantienen la continuidad de la adyacencia. Si un router no escucha helio dentro del tiempo establecido (holdtime) el vecino es declarado como muerto y la base de datos es limpiada de cualquier entrada asociada a ese router. Cisco define el holdtime como el intervalo helio multiplicado por 3, es decir 30 segundos. Adyacencias en enlaces broadcast En un enlace broadcast cada IS recibe paquetes enviados por el DIS, minimizando la cantidad de tráfico que es generada para mantener las adyacencias y la base de datos. El DIS tiene la responsabilidad de hacer una inundación de LSP hacia todos los dispositivos que estén conectados o ejecutando IS-IS. Las adyacencias con los demás routers son mantenidas por el DIS, enviando helio cada 3,3 segundos, tres veces más rápidos que el período de los otros router. De esta manera se asegura de identificar las adyacencias y posibles fallos más rápidamente. Si existiese un problema con el DIS o apareciese, un router con mayor prioridad es rápidamente identificado y pasa a reemplazar al antiguo DIS. La elección del DIS se basa primero en la prioridad más alta y luego en la dirección más alta del enlace. www.FreeLibros.com 132 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Adyacencias en enlaces NBMA El establecimiento y mantenimiento de adyacencias se toma más complejo en entornos non-broadcast. Un enlace NBMA no es ni un enlace broadcast ni un enlace point-to-point, es un poco de ambas. IS-IS no tiene un tipo de red que sea NBMA. La utilización de PVC en un entorno NBMA crea múltiples conexiones como si se tratara de una LAN. Al no tener conocimiento de nubes WAN multiacceso, IS-IS interpreta que el medio es similar a una LAN, por lo tanto adquiere propiedades de broadcast, aunque la nube WAN no posee dichas capacidades de broadcast. Para evitar esta problemática y posibles errores Cisco recomienda que se configuren los enlaces como una serie de enlaces punto a punto. No hay que utilizar IS-IS en conexiones temporales como dial-up. FUNCIONAMIENTO DE IS IS El proceso de enrutamiento de IS-IS puede contemplarse en las siguientes partes: • Actualización (Update) • Decisión (Decisión) • Reenvío (Forwarding) • Recepción (Receiving) Proceso de actualización El router puede enviar paquetes de datos hacia un destino remoto únicamente si entiende la topología. Cada router envía un LSP que lista todos los routers vecinos y que se propagan a través de la red. La inundación de los LSP asegura que cada router tenga una base de datos de estado de enlace idéntica. Los routers implicados generan LSP cuando existe algún tipo de cambio en la red como por ejemplo cualquiera de las siguientes situaciones: • La caída de una adyacencia. • Cambios de estado de una interfaz o asignación de una nueva métrica. • Cambios en una ruta, por ejemplo debido a una redistribución. Los routers almacenan los nuevos LSP en la base de datos de estado de enlace y los identifican para que puedan ser enviados. Si el LSP ya está contenido en la base de datos, el router simplemente lo confirma y lo ignora. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 133 ©RA-MA El router envía estos nuevos LSP hacia sus vecinos los que su vez repiten este mecanismo sucesivamente. Debido a que cada uno de los routers de nivel 1 y los de nivel 2 poseen su propia base de datos de estado de enlace, los LSP de nivel 1 sólo son inundados dentro del área, mientras que los LSP de nivel 2 son enviados a todas las adyacencias de nivel 2. El proceso de propagación de los LSP depende estrechamente según el tipo de medio en que fue recibido: • Propagación de LSP en enlaces punto a punto: en este tipo de enlace el ancho de banda puede optimizarse debido a que los dos routers pueden tener la capacidad de enviar actualizaciones o no, además de no haber necesidad de que las bases de datos estén sincronizadas. El proceso de inundación sigue la siguiente secuencia: o o o o o • Cuando una adyacencia es establecida ambas partes envían un paquete con un número de secuencia completo CSNP con una versión comprimida de la base de datos de enlace (router ID y número de secuencia), Si hay algún LSP que no es recibido con el CSNP se reenvían los LSP perdidos nuevamente, Del mismo modo si la base de datos no contiene algunos de los LSP recibidos en el CSNP, el router receptor solicita el reenvío, Los LSP individuales son pedidos y confirmados a través de números de secuencia parciales (PSNP) Cuando un LSP es enviado el router inicia un temporizador de tal forma que si no se recibe un ACK en el tiempo establecido, el LSP es reenviado. Este temporizador puede se, configurado, por defecto en los routers Cisco es de 5 segundos. Propagación de LSP en enlaces broadcast: un seudo-nodo en este tipo de enlaces puede necesitar enviar actualizaciones de nivel 1 y de nivel 2 por medio de direcciones MAC multicást hacia todos los routers de esos niveles. El DIS toma la responsabilidad de ejecutar estas tareas en lugar del seudo-nodo sincronizando las bases de datos. Cumpliendo tareas tales como crear y mantener adyacencias, crear y actualizar los LSP del seudo-nodo e inundar la LAN con los LSP. Los tres pasos principales son: o o Cuando se recibe CSNP el router compara cada LSP comprimida con la base de datos de estado de enlace, Si la base de datos tiene una nueva versión de LSP enviada en CSNP, el router hace multitast del CSNP en la LAN. www.FreeLibros.com 134 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo o Si la base de datos no tiene una nueva versión de LSP, envía un PSNP solicitando una LSP completa. Aunque la petición es multicást solamente responde el DIS. PASO 2: PSNP solicitand o PASO 1: CSN P o LS P PASO 3: R e sp u esta LSP • Determinación de la validez del LSP: el LSP posee tres campos que permiten determinar lo reciente que es y si está intacto o corrupto: o Remaining Lifetime: usado para limpiar viejas LSP, pasados 20 minutos sin decepcionar otra, se asume que el router que lo originó ha muerto. o Sequence Number: es un identificador de 32 bits, la primera de las LSP tiene valor 1 incrementándose sucesivamente. o Checksum: si el router recibe un LSP y el cómputo del checksum no es el correcto, elimina el LSP e inunda la red con éste para que todos los routers lo borren, mientras que el router que lo originó transmite un nuevo LSP. Proceso de enrutamiento Una vez que las bases de datos de estado de enlace han sido sincronizadas, es necesario asumir una decisión sobre cómo llegar a un determinado destino. Debido a que los routers y host pueden tener diferentes conexiones hacia cada otro, www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 135 ©RA-MA podrán establecerse diferentes rutas y habrá que elegir uno de ellos. Para tomar la mejor decisión los protocolos de estado de enlace utilizan el algoritmo de Dijkstra. Este algoritmo crea un árbol hacia todos los posibles destinos. A partir de este árbol se crea la tabla de enrutamiento. Si existe más de una ruta para alcanzar un destino remoto el criterio para determinar el camino con menor coste es el siguiente: • Si existe más de una ruta con el valor de métrica más bajo, los dispositivos Cisco ponen todos o varios caminos en la tabla de enrutamiento. Versiones anteriores de IOS soportan hasta 6 rutas con balanceo de carga, las nuevas versiones soportan mucho más. • Las rutas internas tienen mayor preferencia que las rutas externas. • Las rutas de nivel 1 son más atractivas que las de nivel 2. • La dirección IP más específica es la dirección que posee la máscara de subred más larga. • Si no existen rutas, la base de datos envía el paquete al router de nivel 2 más cercano. La métrica define el coste del camino o ruta. IS-IS tiene cuatro métricas pero solamente una es requerida y soportada. Están definidas por el estándar ISO 10589 y son las siguientes: • Default: todo router IS-IS integrado debe soportar esta métrica. Cisco por defecto utiliza en todas las interfaces un valor de 10 para esta métrica. • Delay: Cisco no soporta esta métrica. • Expense: Cisco no soporta esta métrica. • Error: Cisco no soporta esta métrica. Por defecto en la interfaz de salida se configuran métricas de 6 bits. Un campo de 10 bits describe el coste total del camino. A estas métricas por defecto se les llama narrow. Cisco incrementó el tamaño de la métrica hasta 24 bits. www.FreeLibros.com 136 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Este campo de métrica más largo proporciona más granularidad y permite distinguir diferentes caminos y nos referimos a ella como wide. Para determinar la mejor ruta es elegida la métrica más baja, las rutas externas son elegidas sobre rutas externas. Los routers de nivel 1 tienen preferencia sobre los routers de nivel 2. La única métrica soportada por Cisco es la métrica por defecto, debido a que cada métrica utilizada en IS-IS requiere un cálculo de la base de datos de enlace para router de ambos niveles. DISEÑO DE REDES IS IS El buen funcionamiento de la red depende del buen diseño y de la planificación con que se haya pensado. Aunque las limitaciones físicas y técnicas sean una de las cuestiones a tener siempre en cuenta, hay que intentar crear diseños de redes que satisfagan las necesidades de los usuarios y aplicaciones que van a trabajar en ellas. En IS-IS los criterios de diseño más importantes a tener en cuenta son las áreas y el direccionamiento. Al diseñar redes jerárquicas con IS-IS es necesario considerar el flujo de datos que se aplicará sobre la red además de todos los recursos que se requieren para que se pueda ejecutar el protocolo. Mejorar los procesos de actualizaciones sin comprometer recursos y confiabilidad de la red también es una cuestión a tener en cuenta. Reducir la cantidad de actualizaciones hace que las bases de datos converjan más rápidamente, pero la red no tendría tantos recursos de enrutamiento. Al diseñar las áreas hay que mantener dos bases de datos SPF, esto significa mayor consumo de recursos para los routers que pertenecen a más de un área. Algunos diseños típicos pueden ser: • Una red totalmente plana que utiliza solamente enrutamiento de nivel 1. Este diseño no escala correctamente debido a que cualquier cambio en la red requiere que se haga una inundación de SLP hacia todos los routers, en consecuencia al algoritmo SPF se ejecutará constantemente. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 137 © RA-MA Sin embargo posee la ventaja de que sólo habrá un algoritmo SPF y no habrá enrutamiento entre áreas. • Una red totalmente plana que utiliza solamente enrutamiento de nivel 2. En este caso si la red necesita expandirse pueden agregarse áreas de nivel 1. El área de nivel 2 tiene total conocimiento de la red sumada la ventaja de estar ejecutándose una sola instancia de SPF. • Una red totalmente plana que utiliza la configuración por defecto de Cisco con todos los ruoters como nivel 1-2. Este diseño permite una migración bastante sencilla hacia un modelo jerárquico. Sin embargo requiere más recursos al necesitar dos bases de datos SPF. • Una red de modelo jerárquico donde el núcleo o core está ejecutando enrutamiento de nivel 2 con áreas de nivel 1 conectadas al core. Los routers de nivel 1-2 interconectan las áreas. Este diseño explota todo el potencial y la capacidad de IS-IS; hay varias cuestiones a tener en cuenta: o El consumo de recursos puede resultar elevado. o La decisión de enrutamiento lo determina la métrica de la interfaz de salida. Por defecto los routers Cisco ejecutan IS-IS nivel 1-2, pero pueden ser configurados para que sean de nivel 1 o de nivel 2. Sin embargo, la configuración por defecto evita las particiones de áreas, como en el caso de un modelo jerárquico, que pierde una conexión entre un router nivel 1 y un router nivel 1-2. También se evitaría de esta manera la pérdida del área. Recuerde siempre que la métrica por defecto es 10 sin importar el ancho de banda. Soluciones de diseño en redes NBMA con IS-IS El diseño de redes WAN en entornos NBMA con IS-IS no es tarea fácil como lo sería por ejemplo con EIGRP en este tipo de topología. Sin embargo es menos complicado que OSPF. Las redes NBMA como Frame-Relay y ATM no están soportadas en IS-IS, debiendo emplear otras opciones como por ejemplo configuraciones tipo broadcast imitando una red ethemet o interfaces punto a punto. Esta última opción es la más recomendada. www.FreeLibros.com 138 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Sumarización de rutas La sumarización tiene muchas ventajas: reduce los recursos necesarios en la red y oculta problemas de red dentro de un área. Si un router no se da cuenta de un cambio o de un problema en la red, las bases de datos no tienen que ser actualizadas ni recalculadas reduciendo así los recursos requeridos para SPF. Cuanto más detallado sea el conocimiento que el router tenga de la red, más recursos necesitará. La sumarización permite a las áreas administrar un conocimiento interno de la red y sumarizar ese conocimiento en las fronteras de la red. Las reglas de sumarización de OSPF de múltiples áreas se aplican a IS-IS. Las reglas para sumarizar rutas IP en IS-IS son las siguientes: • Los routers de nivel 1-2 pueden sumarizar las rutas que están almacenadas dentro de su propia área. La sumarización se configura en el router nivel 1-2 en el borde del área, tal como lo hace el ABR en OSPF. • Si a un router nivel 1-2 se le configura una ruta sumarizada, se debe configurar también en todos los routers nivel 1-2 dentro del área inyectando actualizaciones de nivel 2. • Las rutas de nivel 1 no pueden ser sumarizadas dentro del área porque el protocolo no lo permite. CONFIGURACIÓN BÁSICA DE IS-IS Cuando se habla de enrutamiento se debe pensar en una topología que permita la sumarización y la selección de direcciones que puedan ser sumarizadas. Los protocolos de enrutamiento asumen esto como hecho. Los tres pasos iniciales para la configuración de IS-IS son los siguientes: 1. Habilitar el proceso de enrutamiento con el comando router isis. 2. Configurar la dirección NET que asigna el área. El comando para esto es net network-address. 3. Habilitar IS-IS para IP en las interfaces correspondientes con el comando ip router isis. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 139 El siguiente ejemplo muestra la configuración básica para configurar IS-IS: ROUTER DIRECCION ISO A 49.000 l.OOOO.OOOO.OOOA.OO B C D 49.0002.0000.0000.000B.00 E F 49.0002.OOOO.OOOO.OOOE.OO 49.0003.0000.0000.000F.00 . 49.0003.0000.0000.000C.00 49.0001.0000.0000.000D.00 interface EthernetO ip address 140.100.96.1 255.255.255.0 iassign the IP address and mask ip router isis i interface SerialO no ip address www.FreeLibros.com 140 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo encapsulation frame-relay interface SerialO.l point-to-point ip address 140.100.64.1 255.255.255.0 iassign the IP address and mask ip router isis frame-relay interface-dlci 629 i interface Serial0.2 point-to-point ip address 140.100.32.1 255.255.255.0 iassign the IP address and mask ip router isis frame-relay interface-dlci 931 i router isis net 49.0001.0000.0000.000a.00 La dirección ISO es similar a lo que en OSPF es el ruoter ID, pero en este caso también implica asignación de área. Recuerde que por defecto los routers Cisco están configurados como nivel 1-2. De la misma manera que el comando clns routing no es necesario para IP. Comandos opcionales de IS-IS Además de los comandos convencionales para la configuración de IS-IS existen algunos comandos apropiados para ciertas situaciones. Configurando un router de nivel 1-2: por defecto los routers soportan ambos niveles. Enrutar estos dos niveles significa enviar dos veces los paquetes helio y los anuncios, es decir, utilizar el doble de envíos y procesamientos. Sin embargo esto hace para el administrador la configuración más sencilla. Una manera de optimizar el protocolo es reducir la duplicación innecesaria en ambos niveles. El nivel se configura luego del proceso con el comando is-type level-1 o is-type level-2. Una vez aplicado, todas las interfaces se comunican en el nivel configurado. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 141 ©RA-MA El siguiente ejemplo muestra la configuración de niveles: Área 0001 Área 0003 Los routers D, E y F sólo necesitan soportar nivel 1 porque son internos dentro del área. El ejemplo de configuración del router D muestra el proceso: interface EthernetO ip address 140.100.96.2 255.255.255.0 ip router isis i router isis net 49.0001.0000.0000.OOOd.00 is-type level-1 El nivel de enrutamiento puede ser configurado por interfaz utilizando el comando isis circuit-type level-1 o isis circuittype level-2-only dentro del modo de interfaz. Siguiendo el ejemplo anterior estos comandos se han aplicado a los routersA, B y C. La interfaz serial ha sido configurada a nivel 2. www.FreeLibros.com 142 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Los routers nivel 1-2 envían LSP con un bit adjunto (ATT) en las LSP de nivel 1 que indica son adyacentes a otra área y es interpretado por el router receptor como una ruta por defecto, es decir, que el router de nivel 2 sirve como un router de tránsito entre áreas. La siguiente configuración muestra al router A como de nivel 1 con su interfaz ethemet conectada al router D, las demás interfaces están configuradas como nivel 2. interface EthernetO ip address 140.100.96.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-1 ¡Configure Level 1 routing on the interface i interface SerialO no ip address encapsulation frame-relay i interface SerialO.1 point-to-point ip address 140.100.64.1 255.255.255.0 ip router isis frame-relay interface-dlci 629 isis circuit-type level-2-only ! Configure Level 2 routing on the interface i interface SerialO.2 point-to-point ip address 140.100.32.1 255.255.255.0 ip router isis frame-relay interface-dlci 931 isis circuit-type level-2-only ¡Configure Level 2 routing on the interface i router isis Configuración de la sumarización Una vez que el esquema de direccionamiento de red es interpretado, la configuración de la sumarización es sencilla. Hay tres claves respecto a esto último y son las siguientes: 1. La sumarización se configura en los router de nivel 1-2 2. Todos los routers de nivel 1-2 en un área tienen que sumarizar de la misma manera. 3. Los routers no pueden sumarizar dentro de un área, sólo entre áreas. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 143 Para configurar la sumarización se utiliza el comando summary-address seguido de la dirección IP que representa la sumarización y la máscara de subred luego del proceso de enrutamiento. Las rutas IP del router B del siguiente ejemplo son sumarizadas en las áreas 001 y 003. Este router pertenece a más de un área por lo tanto es de nivel 1-2. Área 0003 interface EthernetO ip address 140.100.104.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-1 i interface SerialO no ip address encapsulation frame-relay i interface SerialO.2 point-to-point ip address 140.100.32.2 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-2-only frame-relay interface-dlci 931 www.FreeLibros.com 144 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo interface SerialO.3 point-to-point ip address 140.100.16.2 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-2-only frame-relay interface-dlci 631 i router isis summary-address 140.100.104.0 255.255.252.0 ! Advertises 140.100.104.0/22 net 49.0002.0000.0000.000b.00 Configuración NBMA IS-IS reconoce dos tipos de redes, broadcast y punto a punto. Si el enlace de red no es una línea serial conectada a un sólo router, es decir, punto a punto, IS IS automáticamente definirá el enlace como broadcast. Debido a que NBMA no es ninguna de las opciones de topología aceptadas por IS-IS, se deben tener en cuenta ciertas consideraciones a la hora de su configuración. Para interfaces WAN multiacceso como por ejemplo ATM, x-25 o FrameRelay, es altamente recomendable que la configuración de la nube NBMA se realice como una topología de múltiples subinterfaces punto a punto. Este diseño es menos complejo que el modo broadcast resultando una topología más sólida y cuya configuración será también más simple. Un clásico ejemplo de redes NBMA es Frame-Relay, que soporta entornos tanto punto a punto como entornos mallados, aunque como se ha dicho en párrafos anteriores siempre se recomienda enlaces punto a punto. Configuración de broadcast en una red NBMA Si la nube NBMA es totalmente mallada una de las opciones puede ser configurar IS-IS en modo broadcast, aunque no es la mejor opción. De esta manera IS-IS tratará la red como un medio tipo broadcast y entraría en juego la elección del DIS. Si la elección del DIS se hace manualmente, hay que tener en cuenta la topología, el flujo de los datos y la capacidad de los routers. Habitualmente este tipo de topologías no es elegido debido a su complejidad. Los helio y las actualizaciones de enrutamiento son empleados de manera diferente en entornos broadcast y en enlaces punto a punto. Todas las interfaces conectadas a la nube deben estarlo de la misma manera, de lo contrario los helio serán rechazados y no se establecerán las adyacencias correspondientes. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 145 El siguiente ejem plo m uestra la co n fig u ra ció n de F ra m e -R e la y totalm ente m a lla d o: ROUTER DIRECCION ISO A 49.0001.0000.0000.000A.00 B C D 49 .OOO2.OOOO.OOOO.OOOB.OO E F 49.0002.000Ó.OOOO.OOOE.OO 49.0003-OOOO.OOOO.OOOF.OO 49.0003.0000.0000.000c.00 49.0001.0000.0000.000D.00 interface EthernetO ip address 140.100.96.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-1 i interface SerialO ip address 140.100.64.1 255.255.255.0 ip router isis www.FreeLibros.com IS-IS en u n entorno 146 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo encapsulation frame-relay frame-relay map clns 629 broadcast IMaps DLCI to the clns process of Router C frame-relay map clns 931 broadcast !Map DLCI to the clns process of Router B frame-relay map ip 140.100.64.2 931 broadcast IMaps DLCI to the Destination IP address of Router B frame-relay map ip 140.100.64.3 629 broadcast IMaps DLCI to the Destination IP address of Router C isis circuit-type level-2-only ¡ router isis net 49.0001.0000.0000.000a.00 El comando frame-relay map ip mapea la dirección IP de destino a través del DLCI de salida y define la interfaz como broadcast. IS-IS utiliza los enlaces como si fueran enlaces broadcast eligiéndose un DIS. El comando frame-relay map clns mapea un DLSI hacia un proceso CLNS en el router de destino, sin este comando no aparecerán rutas en la tabla de enrutamiento porque IS-IS no podría recibir tramas IS-IS conteniendo LSP. La información de IS-IS no viaja en paquetes IP o CLNS, es encapsulada en una trama similar al CLNS y es fundamental para construir la tabla de enrutamiento. Una solución alternativa o incluso superior es definir subinterfaces y configurar cada una como enlaces punto a punto. Configuración de punto a punto en una red NBMA Las configuraciones punto a punto requieren una dirección IP para cada enlace. Esta es la manera más recomendable de ejecutar IS-IS sobre redes NBMA, siendo además la única manera de hacerlo en redes que no sean de malla completa. Las configuraciones son más simples y no se requiere la configuración de los comandos frame-relay map. Sólo es necesario crear las subinterfaces, configurarlas como punto a punto, iniciar Frame-Relay, definir los DLSI y, como es lógico, el proceso IS-IS para cada una de las interfaces. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 147 El siguiente ejemplo muestra este tipo de configuración. Más abajo se muestra la configuración en particular del router A. ROUTER DIRECCION ISO A 49.0001.0000.0000.000A.00 49.0002.0000.OOOO.OOOB.OO 49.0003.0000:0000.000C.00 49.0001.0000.0000.000D.00 ■ 49.0002.0000.0000.000E.00 49.0003.0000.0000.000F.00 B C D E F interface EthernetO ip address 140.100.96.1 255.255.255.0 ip router isis i interface SerialO no ip address encapsulation frame-relay ¡Configure Frame Relay for the interface www.FreeLibros.com 148 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo interface SerialO.1 point-to-point ¡Configure subinterface to be point-to-point ip address 140.100.64.1 255.255.255.0 ip router isis frame-relay interface-dlci 629 ¡Define the DLCI to the destination interface SerialO.2 point-to-point ! Configure subinterface as point-to-point ip address 140.100.32.1 255.255.255.0 ip router isis Frame-relay interface-dlci 931 ! Defines DLCI to the destination i Router isis net 49.0001.0000.0000.000a.00 VERIFICACIÓN IS IS Los siguientes comandos son sumamente útiles para la verificación de IS IS. Las sintaxis de estos comandos está basada en la siguiente topología y en la configuración del router A: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 149 ©RA-MA ROUTER A B C D E F DIRECCIÓN ISO 49 .OOOI.OOOO.OOOO.OOOA.OO 49.0002.0000.0000.000B.00 49.0003.0000.0000.000c.00 49.0001.0000.0000.000D.00 49.0002.0000.0000.OOOE.OO 49.0003.0000.0000.000F.00 interface EthernetO ip address 140.100.96.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-1 i interface SerialO no ip address encapsulation frame-relay i interface SerialO.1 point-to-point ip address 140.100.64.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-2-only frame-relay interface-dlci 629 i interface SerialO.2 point-to-point ip address 140.100.32.1 255.255.255.0 ip router isis isis circuit-type level-2-only frame-relay interface-dlci 931 i router isis net 49.0001.0000.0000.000a.0 show clns neighbors: muestra el contenido de la tabla de vecinos y el estado de la tabla de enlace. EL SNPA es la dirección MAC de la interfaz. show clns area-tag neighbors [type number] Campo [area] [detail] Descripción area-tag Nombre del proceso IS-IS multiproceso. type number Opcional, define el tipo y número de interfaz. Area Opcional, muestra las adyacencias CLNS multi-área. detail Opcional, muestra detalles sobre cada adyacencia. www.FreeLibros.com 150 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo RouterA#show clns neighbors System Id Interface SNPA State Holdtime 0000.0000.000B Se0.2 DLCI 931 Up 22 0000.0000.000C SeO.l DLCI 629 Up 23 0000.0000.000D EtO OOeO.Ie3d.d56f Up 8 Type L2 L2 Ll Protocol IS-IS IS-IS IS-IS Este comando es útil para verificar de manera rápida la conectividad, muestra todos los vecinos, los DLCI, el tipo de nivel, etc. Si se requiere mayor profundidad en los datos se puede utilizar el comando show clns neighbor detail. También es útil para verificar el esquema de direccionamiento de la red. RouterA#show clns neighbor detail System Id Interface SNPA State Holdtime Type Protocol 0000.0000.000B Se0.2 DLCI 931 Up 27 L2 IS-IS Area Address(es): 49.0002 IP Address(es): 140.100.32.2* Uptime: 00:05:17 0000.0000.000C SeO.l DLCI 629 Up 28 L2 IS-IS Area Address(es): 49.0003 IP Address(es): 140.100.64.3* Uptime: 00:05:22 0000.0000.000D EtO 00e0.le3d.d56f Up 7 Ll IS-IS Area Address(es): 49.0001 IP Address(es): 140.100.96.2* Uptime: 00:15:01 Campo Descripción System ID Dirección del Sistema (6 bytes). Interface Interfaz en la que el vecino fue conocido. SNPA Punto de unión a subred (dirección data-link). State Los estados son los siguientes: • Init. Inicializando. El router está esperando por un mensaje helio de IS-IS. • Up. El otro Sistema es alcanzable. • Down. El otro Sistema no es alcanzable. Holdtime Segundos antes de que la adyacencia expire. Type Tipos de adyacencia, incluye: • ES: adyacencia del sistema final. • Router adjacency: descubierta vía ES-IS o estáticamente configurada. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 151 Ll Muestra las adyacencias Level 1 (opcional). L1L2 Muestra las adyacencias Level 1 y Level 1-2 (opcional). L2 Muestra las adyacencias Level 2 (opcional). Protocol El protocolo de enrutamiento usado para aprender la adyacencia (ES-IS, IS-IS, ISO IGRP, Static, o DECnet). show clns interface: configuraciones deficientes en las interfaces provocan que no se establezcan adyacencias. Normalmente es un problema de desigualdad de los parámetros utilizados. Estas configuraciones pueden ser vistas con el comando show clns interface. Router#show clns Interface [type number] RouterA#show clns interface EthernetO is up, line protocol is up Checksums enabled, MTU 1497, Encapsulation SAP ERPDUs enabled, min. interval 10 msec. CLNS fast switching enabled CLNS SSE switching disabled DEC compatibility mode OFF for this interface Next ESH/ISH in 47 seconds Routing Protocol: IS-IS Circuit Type: level-1-2 Interface number 0x0, local circuit ID 0x1 Level-1 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID: A.01 Number of active level-1 adjacencies: 0 Level-2 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID A.01 Number of active level-2 adjacencies: 1 Next IS-IS LAN Level-1 Helio in 1 seconds Next IS-IS LAN Level-2 Helio in 1 seconds SerialO is up, line protocol is up CLNS protocol processing disabled SerialO.1 is up, line protocol is up Checksums enabled, MTU 1500, Encapsulation FRAME-RELAY ERPDUs enabled, min. interval 10 msec. CLNS fast switching disabled CLNS SSE switching disabled DEC compatibility mode OFF for this interface Next ESH/ISH in 58 seconds Routing Protocol: IS-IS Circuit Type: level-1-2 Interface number 0x1, local circuit ID 0x100 Level-1 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID: A.00 www.FreeLibros.com 152 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Number of active level-1 adjacencies: 0 Level-2 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID: A . 00 Number of active level-2 adjacencies: 1 Next IS-IS Helio in 2 seconds SerialO.2 is up, line protocol is up Checksums enabled, MTU 1500, Encapsulation FRAME-RELAY ERPDUs enabled, min. interval 10 msec. CLNS fast switching disabled CLNS SSE switching disabled DEC compatibility mode OFF for this interface Next ESH/ISH in 24 seconds Routing Protocol: IS-IS Circuit Type: level-1-2 Interface number 0x2, local circuit ID 0x101 Level-1 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID: A . 00 Number of active level-1 adjacencies: 0 Level-2 Metric: 10, Priority: 64, Circuit ID: A.00 Number of active level-2 adjacencies: 1 Next IS-IS Helio in 886 milliseconds Campo Descripción Checksum Puede estar habilitado o deshabilitado. MTU Tamaño máximo de un paquete transmitido en esta interfaz. Encapsulation La encapsulación es siempre SAP (ISOl). Routing Protocol Indica si está funcionando ES-IS o IS-IS además del tipo de helio enviados. Circuit Type Muestra si el enlace está habilitado para Level 1, Level 1-2 o Level 2 de routing. Level-1 Metric Valor de la métrica de la interfaz de salida para routing Level-1. Por defecto es 10. Priority La configuración de la prioridad para la elección del DIS, por defecto es 64. Circuit ID Identifica el DIS para Level 1 en caso de que esté presente. Number of Active Level-1 Adjacencies Número de adyacencias de Level 1 formadas en este enlace. Level-2 Metric Valor de la métrica de la interfaz de salida para routing Level-2. Por defecto es 10. Priority La configuración de la prioridad para la elección del DIS. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 153 ©RA-MA Circuit ID Identifica el DIS para Level 2 en caso de que esté presente. Number of Active Level-2 Adjacencies Número de adyacencias de Level 2 formadas en este enlace. Next IS-IS LAN Level-1 Helio Número de segundos antes de que el próximo helio sea esperado. Next IS-IS LAN Level-2 Helio Número de segundos antes de que el próximo helio sea esperado. show isis database: muestra las LSP almacenadas en la base de datos local. El ID del LSP muestra el System ID del router que la ha generado y si pertenece a un router o un seudo-nodo. La base de datos debe ser idéntica dentro del mismo nivel y área. show isis area-tag database [lspid] [level-1] [level-2] [11] [12] [detail] Descripción Campo area-tag Nombre del proceso. level-1 Muestra la base de datos de estado de enlace para nivel 1, es opcional. level-2 Muestra la base de datos de estado de enlace para nivel 2, es opcional. 11 Opcional, es la abreviatura para nivel 1. 12 Opcional, es la abreviatura para nivel 2. detail Es opcional y muestra cada LSP. lspid Identifica la PDU de estado de enlace y muestra el contenido específico de LSP, es opcional. RouterA#show isis database IS-IS Level-1 Link State Database: LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL A.00-00 * 0x00000017 0x76D5 876 1/0/0 IS-IS Level-2 Link State Database: LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL www.FreeLibros.com 154 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo A.00-00 * 0x00000018 0000.0000.000B.00-00 OxOOOOOOlA 0000.0000.000B.01-00 0x00000016 C.00-00 OxOOOOOOlE C.01-00 0x00000002 0000.0000.000E.00-00 0x00000018 0000.0000.000D.00-00 OxOOOOOOlA 0000.0000.000D.04-00 0x00000017 Campo 0xB74F 0xB561 0x6045 0x6267 0xF25F OxOlOA 0x4l3C OxFCAO 881 872 1095 869 958 858 985 1006 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 Descripción LSPID Indica el router que está transmitiendo. El System ID es seguido por dos octetos. Si el primer octeto es mayor que 0x00 indica que es el DIS. El último octeto indica que si el valor es 0x00 el LSP ha sido enviado completo, de lo contrario será un fragmento. LSP Seq Num Número de secuencia del LSP. Asegura la integridad de la base de datos al llevar un control de las secuencias de recibo. LSP Checksum Control para el paquete LSP completo. LSP Holdtime Período de tiempo en el que el LSP se mantiene válido. Se mide en segundos. Si tiene un valor 0 indica que ha sido purgado y que está siendo borrado de la base de datos de estado de enlace. ATT El LSP indica que es un router de nivel 2 con rutas fuera del área. Los routers de nivel 1 lo utilizan para identificar el router de nivel 1-2 más cercano, al que envían datos fuera del área. P “Partition repair capability”, no soportado por Cisco. OL Overload o sobrecarga, indica que el router tiene la base de datos completa debido a una sobrecarga de memoria. show isis database detail: este comando muestra el LSP completo y los campos correspondientes de manera individual. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 3. IS-IS 155 La siguiente sintaxis muestra una salida de este comando, se puede observar cada LSP, su área y la dirección IP de la interfaz que está transmitiendo además del coste para las rutas IP conocidas. La métrica por defecto es 10, es decir, que una métrica de 20 indica que el prefijo está a dos saltos de distancia. isis database detail IS-IS Level-1 Link State Database: LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL A . 00-00 * 0x00000017 0x76D5 873 1/0/0 Area Address: 49.0001 NLPID : OxCC RouterA#show Hostname:A IP Address: Metric: 10 Metric: 10 Metric: 10 Metric: 10 140.100.32.1 IP 140.100.96.0 255.255.255.0 IP 140.100.64.0 255.255.255.0 IP 140.100.32.0 255.255.255.0 IS A.01 IS-IS Level-2 Link State Database: LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL A. 00-00 * 0x00000018 0xB74F 877 0 / 0/0 Area Address: 49.0001 OxCC NLPID: Hostname: A IP Address: 140.100.32.1 IS 0000.0000.000B.00 Metric: 10 IS C.00 Metric: 10 IS 0000.0000.000D.04 Metric: 10 IP 140.100.96.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.64.0 255.255.255 0 Metric: 10 IP 140.100.32.0 255.255.255 0 Metric: 10 0000.0000.000B.00-00 OxOOOOOOlA 0xB561 Area Address: 49.0002 OxCC NLP I D : 140.100.16.2 IP Address IS A.00 Metric: 10 IS C.00 Metric: 10 IP 140.100.104 255.255.255 Metric: 10 IP 140.100.105 Metric: 20 255.255.255 IP 140.100.106.0 255.255.255. Metric: 20 IP 140.100.107.0 255.255.255. Metric: 20 IP 140.100.32.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.16.0 255.255.255.0 Met r i c : 10 0000.0000.000B.01-00 0x00000016 0x6045 Metric: 0 IS 0000.0000.000B.00 Metric: 0 IS 0000.0000.000E.00 C.00-00 OxOOOOOOlE 0x6267 863 0/0/0 Area Address: 49.0003 NLPID: OxCC Hostname: C IP Address: 140.100.100.1 www.FreeLibros.com 868 0 / 0/0 1089 0/0/0 156 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Metric: 10 IS C.02 Metric: 10 IS A.00 Metric: 10 IS 0000.0000.000B.00 Metric: 10 IP 140.100.100.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.64.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.16.0 255.255.255.0 C.01-00 0x00000002 0xF25F Metric: 0 IS C.00 0x00000018 OxOlOA 850 0/0/0 Area Address: 49.0002 0000.0000.000E.00-00 NLPID: OxCC IP Address: 140.100.105.1 M e t r i c : 10 IS 0000.0000.000B.01 M e t r i c : 10 IP 140.100.104.0 255.255.255.0 M e t r i c : 10 IP 140.100.105.0 255.255.255.0 M e t r i c : 10 IP 140 100.106.0 255.255.255.0 M e t r i c : 10 IP 140 100.107.0 255.255.255.0 M e t r i c : 20 IP 140 100.32.0 255.255.255.0 M e t r i c : 20 IP 140 100.16.0 255.255.255.0 0000.0000.000D.00-00 OxOOOOOOlA 0x413C Area Address: 49.0003 NLPID: OxCC IP Address: 140.100.97.1 Metric: 10 IS 0000.0000.000D.04 Metric: 10 IP 140.100.96.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.97.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.98.0 255.255.255.0 Metric: 10 IP 140.100.99.0 255.255.255.0 0000.0000.000D.04-00 0x00000017 OxFCAO Metric: 0 IS 0000.0000.000D.00 Metric: 0 IS A . 00 Campo 951 0/0/0 976 0/0/0 996 0/0/0 Descripción Area Address Direcciones de área que pueden ser alcanzadas desde este router. Metric Muestra el coste entre la interfaz de salida y el vecino advertido o la suma del coste del router que está advirtiendo y el vecino advertido. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 3. IS-IS 157 ©RA-MA RESOLUCIÓN d e fallo s EN IS-IS A pesar de planificarse al máximo, las configuraciones pueden estar mal planteadas o fallar. Los siguientes comandos ayudan a solucionar los problemas que pueden surgir ante estas situaciones. Show isis spf-log: con este comando se pueden conocer los eventos que han generado recálculos SPF para las últimas 20 acciones. El siguiente ejemplo muestra que el router A envió una LSP y que posteriormente repitió la operación al establecer nuevamente las adyacencias. RouterA#show isis spf-log Level 1 SPF log When Duration Nodes Count 1 A. 00-00 1 0 04:23:24 1 1 0 04:08:46 1 1 0 03:53:46 1 1 0 03:38:46 1 1 0 03:23:46 1 1 0 03:08:46 1 1 0 02:53:46 TLVCODE PERIODIC PERIODIC PERIODIC PERIODIC PERIODIC PERIODIC 1 1 PERIODIC 0 1 1 PERIODIC 0 1 1 PERIODIC 0 2 A. 00-00 ATTACHFLAG LSPHEADER 0 1 PERIODIC 1 1 0 Level 2 SPF log When Duration Nodes Count 1 1 PERIODIC 0 03:53:48 PERIODIC 1 1 0 03:38:48 PERIODIC 1 1 0 03:23:48 PERIODIC 1 1 0 03:08:48 PERIODIC 1 1 0 02:53:48 PERIODIC 1 1 0 02:38:48 00:53:46 00:38:47 00:23:47 00:15:14 00:08:46 00:38:48 00:23:48 00:15:22 00:08:48 00:05:44 00:05:38 TLVCONTENT 0 0 0 0 4 4 1 1 3 3 4 7 1 1 5 1 4 5 PERIODIC PERIODIC A. 00-00 NEWÁDJ LSPHEADER TLVCONTENT PERIODIC A. 00-00 NEWADJ TLVCONTENT 0000.0000.000B.00-00 LSPHEADER www.FreeLibros.com 158 REDES CISCO. CCNP a Fondo Campo ©RA-M A Descripción When Es el período de tiempo desde que se produjo un recálculo SPF. Muestra las últimas 19 acciones enhh:mm:ss. Duration Milisegundos que se tardó en ejecutar dicha acción SFP. Nodes Cantidad de routers y seudo-nodos calculados en la ejecución de SPF. Count Cantidad de eventos ocurridos antes de ejecutar un SFP completo. trigger LSP Cuando un cálculo completo de SPF ocurre, el ID del LSP se guarda. Triggers Lista de todos los eventos que activaron un cálculo completo de SPF. Comandos debug: este comando es una potente herramienta para la resolución y análisis de problemas, pero, como siempre, se indica con la cantidad suficiente de proceso como para dejar sin capacidad de memoria y CPU al router. Los comandos debug se describen en la siguiente tabla y para desactivarlos bastará con interponer un No al comando que lo habilitó. Un recurso interesante es redirigir los archivos log debido a que cada carácter que se envíe a la consola genera una interrupción en el procesador. Comando debug isis adj acenciespackets Descripción Muestra toda la actividad relativa a las adyacencias. Paquetes helio enviados y recibidos y cambios de las adyacencias en IS-IS. debug isis spfstatistics Muestra las estadísticas sobre la elaboración de rutas entre los routers. debug isis updatepackets Muestra los SNP y los LSP detectados por el router. www.FreeLibros.com Capítulo 4 IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS REDISTRIBUCIÓN Los protocolos de enrutamiento presentan diferentes ventajas y desventajas en distintas situaciones. Un protocolo soportado por dispositivos antiguos como puede ser RIP, que no soporta la operación de classless, puede ser perjudicial en un entorno de núcleo donde pueden convivir protocolos como OSPF, IS-IS o EIGRP. Es lógico pensar que la mayoría de las empresas utilicen el protocolo más apropiado para su organización y que incluso deban ser varios de tipos diferentes. La información de enrutamiento entre protocolos diferentes debe ser adaptada a cada uno de ellos, es lo que se llama redistribución. La redistribución es un proceso complejo, es importante comprender la operación de este proceso y cómo afecta al funcionamiento de la red. Cada protocolo de enrutamiento dentro de un sistema autónomo (AS) es un dominio de enrutamiento. Las rutas redistribuidas dentro'de un dominio de enrutamiento se llaman rutas externas, mientras que las rutas nativas a ese dominio son las rutas internas. La métrica es el proceso principal de selección de rutas para un protocolo de enrutamiento. Por lo tanto habrá que asumir parámetros por defecto para que dichas métricas sean aceptadas por otros protocolos de enrutamiento cuando exista un proceso de redistribución. www.FreeLibros.com 160 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Al efectuar la redistribución el router ejecuta dos pasos básicos: 1. El router busca en sus tablas de enrutamiento todas las rutas del protocolo origen y las envía al protocolo destino. 2. El router busca todas las interfaces que están asociadas al proceso de enrutamiento y las envía al protocolo destino. La siguiente figura muestra una topología con varios routers que utilizan diferentes protocolos de enrutamiento. El router B tiene entradas de RIP y OSPF. El router C está conectado utilizando EIGRP, pero este protocolo sólo sirve para el enlace entre B y C, no propagará rutas que no sean EIGRP. Las actualizaciones de RIP enviadas por las interfaces no incluyen redes de OSPF ni entradas de EIGRP. El router C tiene sólo redes directamente conectadas, y aunque EIGRP ha sido configurado, sólo propagará las rutas directamente conectadas vía EIGRP y utilizará una ruta por defecto apuntando hacia el router B. La redistribución sólo es viable para procesos de enrutamiento que utilizan el mismo sistema de enrutamiento, es decir, que sólo se puede redistribuir entre protocolos que utilizan IPv4 o IPv6, por ejemplo OSPF con EIGRP o RIP en IPv4 y RIPng con OSPFv3. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA Protocolo de enrutamiento 161 Políticas de Redistribución Static Requiere redistribución manual dentro de los demás protocolos de enrutamiento. Connected A menos que esté incluida en el comando network del proceso de enrutamiento, requiere redistribución manual. RIP Requiere redistribución manual. EIGRP Redistribuirá automáticamente entre IGRP y EIGRP si el número de sistema autónomo es el mismo. De otra forma requiere redistribución manual. OSPF Requiere redistribución manual entre diferentes procesos de OSPF y otros protocolos. IS-IS Requiere redistribución manual. BGP Requiere redistribución manual. La siguiente figura ilustra el proceso de redistribución dentro de una misma organización. Las principales razones para tener múltiples protocolos son: • La organización está en proceso de tránsito de un protocolo de enrutamiento a otro. • La empresa quiere pasar de varios protocolos de enrutamiento a uno sólo. • Luego de una fusión entre empresas se requiere un análisis del mejor diseño de red. • Existen varios administradores de red que aún no han unificado criterios de enrutamiento. • Si el dominio de enrutamiento es grande los diferentes entornos pueden tener distintos tipos de necesidades, haciendo que un único protocolo sea inadecuado. Por ejemplo, EIGRP dentro de la empresa y BGP para conectar diferentes centros. www.FreeLibros.com 162 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Funciones de enrutamiento que afectan a la redistribución La redistribución es la respuesta para dar solución para ejecutar múltiples protocolos dentro de una red y mantener la conexión dentro de la misma. Antes de establecer distribuciones es necesario conocer posibles problemas que pueden surgir, hay que conocer el funcionamiento de los protocolos y cómo seleccionan las rutas para ser agregadas a la tabla de enrutamiento. Las métricas y la redistribución Existen diferentes protocolos de enrutamiento para IP y cada uno utiliza métricas diferentes. Si dos protocolos necesitan compartir información por medio de la redistribución hay que tener en cuenta las diferencias entre las métricas. Al redistribuir el protocolo que recibe la información no tiene un punto de referencia para la métrica, como es el caso de RIP que no soportaría una métrica de 856. No existe la forma de que los algoritmos puedan comparar la métrica entre diferentes protocolos. Cuando las rutas son aceptadas dentro de un nuevo protocolo hay que establecer una métrica de partida para poder calcular la métrica de este nuevo protocolo. La métrica de partida (también llamada semilla) se asigna a todas las rutas recibidas dentro de un proceso a través de la redistribución. Esta métrica es incrementada desde ese punto a través de todo el protocolo de enrutamiento. Existen valores de métrica por defecto, pero muchas veces ese valor por defecto impide que las rutas entren en la tabla de enrutamiento. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA Protocolo EIGRP Métrica base Infinita 163 Acción La ruta no es añadida a la tabla de enrutamiento IS-IS 0 La ruta es añadida a la tabla de enrutamiento OSPF 20 para tipo 2, para las a BGP es 1 La ruta es añadida a la tabla de enrutamiento BGP MED se toman los valores del IGP La ruta es añadida a la tabla de enrutamiento Selección de rutas a través de protocolos de enrutamiento Cuando los protocolos tienen rutas hacia iguales destinos remotos el proceso de enrutamiento debe decidir qué camino incluir dentro de la tabla de enrutamiento. Tomando en cuenta que las métricas difieren de un protocolo a otro, esta selección se realiza basándose en la distancia administrativa. Recuerde que los routers prefieren siempre la menor distancia administrativa. Cuando se redistribuye dentro de protocolos de enrutamiento IP existen algunas consideraciones a tener en cuenta: • Si se está ejecutando más de un protocolo de enrutamiento, la tabla de enrutamiento incluirá la ruta con la distancia administrativa menor. • Los protocolos de enrutamiento sólo podrán redistribuir las rutas que conocen, por ejemplo si se redistribuye RIP en EIGRP, la tabla de enrutamiento debe tener una entrada para la red de RIP. • Cuando una ruta es redistribuida, adquiere la distancia administrativa del nuevo protocolo. • Las rutas redistribuidas son denominadas externas. www.FreeLibros.com 164 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Posibles problemas al redistribuir Un sistema de direccionamiento IP jerárquico diseñado para permitir un crecimiento de la red combinado con un simple protocolo de enrutamiento que tenga la capacidad de soportar dicho crecimiento, proporciona una red rápida, estable y confiable. Sin embargo es difícil encontrar redes que sólo ejecuten un sólo protocolo de enrutamiento, para esos casos es necesario recurrir a la redistribución. Las soluciones a los problemas ocasionados a partir de la redistribución son difíciles de detectar, debido a que los síntomas aparecen muchas veces lejos de donde se ha configurado el error. Los problemas originados como resultado de una redistribución incorrecta son los siguientes: • Bucles de enrutamiento, los routers envían la información de enrutamiento recibida de un AS dentro de ese mismo sistema autónomo. • Elección de rutas menos óptimas debido a las diferentes métricas de enrutamiento. • El tiempo de convergencia se incrementa debido a las diferentes tecnologías involucradas. Si los diferentes protocolos de enrutamientos convergen en diferentes tiempos puede hacer que se pierdan redes de manera temporal. • El proceso de la toma de decisiones y la información enviada por algunos protocolos podría ser incompatible con otros protocolos generando errores y configuraciones complejas. Solución de problemas al redistribuir Los bucles de nivel 3 ocurren cuando un protocolo de enrutamiento redistribuye rutas dentro de otro protocolo y recibe esas mismas rutas de vuelta. Este proceso se llama retroalimentación de rutas (route feedback). Debido a que la métrica es puesta a cero cuando se ejecuta laredistribución, elprotocolo de enrutamiento podría verlo como una ruta másadecuada, creándose una enorme confusión. Este problema puede solucionarse con las siguientes configuraciones: • Cambiar la métrica. • Cambiar la distancia administrativa. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA • Usar rutas por defecto. • Utilizar interfaces pasivas con rutas estáticas. • Utilizar litas de distribución. 165 Más adelante se detallarán las configuraciones de estas soluciones. Restringir la información enviada a través de varios dominios es muchas veces necesario debido a la complejidad de la red reduciendo así la posibilidad de un bucle de enrutamiento. Esto puede hacerse mediante listas de acceso (ACL). Teniendo en cuenta que la distancia administrativa no tiene referencias con la métrica, muchas veces la ruta elegida no es la de mejor métrica. Ladistancia administrativa se puede cambiar manualmente con* especial cuidado debidoa que se está manipulando la manera natural que tiene el router de seleccionar las rutas. Esto no debe cambiar los patrones de tráficos estipulados dentro de la organización. El siguiente comando cambia la distancia administrativa dentro de un protocolo: Router (conf ig-router )# distance weight [network wi Idear d-mask]J Recuerde que para las rutas estáticas la distancia administrativa es un valor opcional que se coloca al final del comando: Router(config)# ip route network [mask] {address \ interface} [distance] Además de los bucles de enrutamiento otro de los problemas que pueden surgir al redistribuir es el enrutamiento menos adecuado o con peor métrica (subóptimo). Por ejemplo, la distancia administrativa selecciona una ruta menos adecuada cuando existe una red directamente conectada que como un enlace de backup. Aunque éste es un problema de la distancia administrativa, es importante que esa ruta menos adecuada o con peor métrica no sea propagada dentro del protocolo de enrutamiento al ejecutar la redistribución. Al diseñar una red es necesario tener en cuenta los siguientes pasos cuando se configura la redistribución para evitar los problemas antes mencionados: • Hay que tener claro y poseer la documentación necesaria de: o o o La topología de la red, física y lógica, Los dominios de los protocolos de enrutamiento. El flujo del tráfico. www.FreeLibros.com 166 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo • No solapar protocolos de enrutamiento. Es mucho más fácil separarlos en diferentes dominios con router actuando como ABRS (OSPF) separando dichos dominios. Esto es lo que se llama comúnmente protocolos de core y protocolos edge. • Identificar los routers frontera en los cuales se configurará la redistribución. • Determinar cuál será un protocolo de core y cuál un protocolo edge. • Determinar • Si se utiliza redistribución bidirecional habrá que tener en cuenta los siguientes mecanismos: o o o dentro de qué protocolo se van a redistribuir las rutas. Configurar la métrica manualmente, Configurar la distancia administrativa manualmente, Utilizar listas de acceso. Los problemas de los tiempos de convergencia son una de las mayores preocupaciones que existen en un entorno de red. Existen protocolos opuestos tales como RIP, que es muy lento para converger, y EIGRP, que es considerado uno de los más rápidos. Al compartir información entre ambos podrían generarse problemas al redistribuir. La red converge a la velocidad del protocolo más lento, en ciertos puntos esto podría causar timeout y bucles en la red. Habrá que calcular y ajustar los temporizadores para solventar estos problemas. Cualquier configuración en el protocolo de enrutamiento debe hacerse con un total conocimiento de toda la red y de los routers que deben ser configurados. Como norma general los temporizadores deben ajustarse con los mismos valores en todos los routers de la red. El proceso de toma de decisiones y el mecanismo en que la información viaja dentro de los protocolos podría ser incompatible y no fácilmente intercambiado generando errores y configuraciones complejas. Cada protocolo de enrutamiento mantiene parámetros específicos propios, entre los cuales se incluyen las métricas. Parte de la función de la redistribución es administrar estos parámetros entre protocolos de enrutamiento de la mejor manera posible. Esto se ve reflejado cuando la métrica de un protocolo difiere en su constitución con el otro. Al redistribuir dentro de OSPF con EIGRP la métrica de OSPF (coste) se debe redistribuir a varios valores que utiliza EIGRP (bandwidth, load, reliability, delay y MTU) esto puede ser muy limitante. De manera inversa cuando se redistribuye dentro de EIGRP la opción de configuración de la métrica suele ser ajuicio de los administradores ya que existen varias posibilidades y habrá que encontrar la que mejor adapte el único valor de OSPF a los cinco de EIGRP. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 167 CONTROL DE LAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO DURANTE LA REDISTRIBUCIÓN Controlar las actualizaciones de enrutamiento puede se beneficioso por las siguientes causas: • Para ocultar parte de la red al resto de la organización, creando un ámbito seguro. • Para prevenir bucles de enrutamiento. • Para controlar la sobrecarga de red. Existen varios métodos para controlar el tráfico de enrutamiento cuando se redistribuye: • Interfaces pasivas. • Rutas estáticas. • Rutas por defecto. • Las interfaces nuil. • Listas de distribución. • Mapas de rutas. Interfaz pasiva: una interfaz pasiva no participa en el proceso de enrutamiento. En RIP el proceso escucha pero no envía actualizaciones de enrutamiento en una interfaz que es pasiva. En OSPF y EIGRP no se envían helio, por lo tanto nunca se podrán formar relaciones de vecindad a través de la interfaz pasiva. La interfaces que participan en el proceso de enrutamiento son controladas por la configuración de la interfaz, dicha configuración instruye al proceso de enrutamiento para que sepa qué interfaces utilizar p o r. medio del comando network. El comando passive interface es útil para deshabilitar el proceso de enrutamiento en interfaces específicas y ayuda a prevenir bucles. Rutas estáticas: una ruta estática es la que fue configurada manualmente. Estas toman mayor preferencia a las aprendidas dinámicamente a través de un protocolo de enrutamiento por su menor distancia administrativa. www.FreeLibros.com 168 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Las rutas estáticas no son del todo prácticas en un entorno amplio ya que no pueden aprender dinámicamente los cambios en la topología de la red. Sin embargo para entornos pequeños o redes stub (con una sola entrada/salida) es una solución ventajosa. En lugar de redistribuir toda la tabla de enrutamiento entre protocolos las rutas estáticas son definidas y redistribuidas. De esta manera se mantiene un estricto control sobre el tráfico de la red. Este escenario es típico cuando BGP y un IGP necesitan intercambiar información. Las mejores razones para utilizar rutas estáticas son: • Si solamente existe una sola ruta no hay necesidad de utilizar un protocolo de enrutamiento. • Si entre dos sistemas autónomos no se necesita intercambiar toda la información de enrutamiento, sólo son imprescindibles algunas pocas rutas. • Para cambiar la máscara de la red. Se puede crear estáticamente una supemet y redistribuir la ruta estática dentro del proceso de BGP. • Para redistribuir desde un protocolo que es capaz de entender las VLSM a uno que no posee dicha capacidad. Rutas por defecto: también llamadas rutas de último recurso, son las configuradas como 0.0.0.0 máscara 0.0.0.0 y son el último recurso en la tabla de enrutamiento, el router la elegirá a menos que no exista otra más específica. Las rutas por defecto reducen sobrecarga en la red y complejidad, además ayudan a prevenir bucles especialmente cuando son usadas en lugar de la redistribución. Un protocolo de enrutamiento puede usar una ruta por defecto apuntando hacia el otro dominio de énrutamiento, como suele ser en un dominio IGP apuntando a un dominio BGP. Otro ejemplo típico donde se emplean rutas por defecto son las redes stub que se conectan a otras redes más grandes. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 169 Ruta estática EIGRP 120 Ruta por defecto Frame Relay ¡ Red Stub Interfaz nuil: es una interfaz virtual que se encarga de eliminar todo el tráfico que va destinado hacia ella. Es utilizada como un medio para descartar redes como una manera de filtro rudimentario o para redistribuir entre protocolos de enrutamiento classless y classfull. La interfaz nuil es un lugar conveniente para las sumarizaciones, como se detallará en el capítulo de BGP. Listas de distribución: son listas de control de acceso que se aplican al proceso de enrutamiento determinando qué redes se aceptarán en la tabla de enrutamiento y cuáles podrán ser enviadas. Cuando existe un proceso de redistribución con otro protocolo es importante controlar la información enviada dentro de ese proceso. Este control evita la sobrecarga y los bucles, aumenta la seguridad y ayuda a la administración de la red. Además de impedir elecciones de rutas menos adecuadas o sub-óptimas. Estas listas de acceso empleadas en conjunto con un diseño cuidadoso de la red proporcionan un gran control del flujo de tráfico. Mapas de ruta: son listas de acceso complejas que permiten una programación condicional. Las listas de distribución son listas de acceso que filtran actualizaciones de enrutamiento, mientras que los mapas de rutas o route maps utilizan un criterio de correspondencia para hacer coincidir el tráfico y la función que se quiere ejecutar sobre él. Con esto se consigue alterar los parámetros dentro de un protocolo de enrutamiento. El resultado obtenido a través de las listas de distribución puede ser conseguido de igual manera por los mapas de ruta. Las listas de distribución son más fáciles de implementar pero no proporcionan tanta granularidad. www.FreeLibros.com 170 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Si un paquete o una ruta coinciden con el criterio definido en la declaración de la lista de acceso, los cambios definidos en el comando set son ejecutados en el paquete o ruta en cuestión. En la siguiente figura se observa el router A que posee una lista de distribución que está denegando la propagación de la red 140.100.32.0 fuera de la Ethemet3. Se trata de conseguir un margen de seguridad haciendo que esta red no sea vista por el router B. Se ha configurado una ruta por defecto para enviar paquetes fuera de la interfaz SerialO, mientras que una ruta estática envía paquetes fuera de la interfaz Seriall. La interfaz SerialO provee un camino hacia Internet y las rutas estáticas son configuradas por el ISP. De esta manera la conectividad hacia el ISP es más simple que con un enrutamiento dinámico puesto que tratándose de un ISP podría ser enorme. La organización tiene una ruta por defecto la cual es utilizada cuando no existe otra ruta más específica. En la interfaz Seriall del router A existen rutas estáticas configuradas hacia el otro router conectado, de tal manera que no necesite tener un protocolo de enrutamiento ejecutándose. Esto último supone que ese extremo sea una red stub. Por lo tanto la configuración del router C es simple, demandando pocos recursos del mismo. 10.10.64.0 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 171 CONFIGURACIÓN DE LA REDISTRIBUCIÓN La configuración de la redistribución es específica para cada uno de los protocolos de enrutamiento, por lo tanto siempre se debería consultar las referencias y recomendaciones de Cisco. Todos los protocolos requieren los siguientes dos pasos para configurar la distribución: 1. Iniciar el proceso de la configuración de la redistribución. 2. Definir una métrica por defecto de las rutas redistribuidas. Los comandos de la redistribución son configurados como sub-comandos del proceso de enrutamiento. El comando redistribute identifica el protocolo desde el cual las actualizaciones van a ser aceptadas, es decir, que identifica el origen de dichas actualizaciones. Estos comandos constituyen los pasos básicos al implementar la redistribución. Dependiendo del diseño de la red posiblemente sean necesarios algunos comandos adicionales. La configuración de la distancia administrativa, interfaces pasivas y rutas estáticas y por defecto se detallará más adelante. La siguiente sintaxis configura la redistribución dentro de un protocolo de enrutamiento: Router (config-router)# redistribute protocol [process-id] {level-1 | level-1-2 | level-2} [metric metric-value] [metric-type type-value] [match {internal | external 1 | external 2}] [tag tag-value] [routemap map-tag] [weight weight] [subnets] Es un comando sumamente complejo ya que muestra todos los parámetros de los diferentes protocolos. La siguiente tabla define los campos de este comando: Definición Comando Protocol Protocolo de enrutamiento que proporciona las rutas. Puede ser: connected, bgp, eigrp, egp, igrp, isis, isoigrp, mobile, ospf, static o rip. Process-id Para BGP, EGP, EIGRP o IGRP, es el número de Sistema Autónomo. Para OSPF, es el ID del proceso de OSPF. RIPvl y v2 no lo usan. www.FreeLibros.com 172 REDES CISCO. CCNP a Fondo l ©RA-M A Level-1 Para IS-IS, las rutas nivel 1 son redistribuidas dentro de otros protocolos de enrutamiento IP independientemente de las rutas L2. Level-1-2 Para IS-IS, las rutas nivel 1 y nivel 2 son redistribuidas dentro de otros protocolos de enrutamiento IP. Level-2 Para IS-IS, las rutas nivel 2 son redistribuidas dentro de otros protocolos de enrutamiento IP independientemente. Metric metric-value Parámetro opcional usado para especificar la métrica para las rutas redistribuidas. Cuando se redistribuye en otros protocolos diferentes a OSPF si este valor no es especificado y el comando default-metric tampoco ha sido especificado, las rutas tendrán una métrica infinita y no serán usadas. Metric-type type-value Parámetro opcional de OSPF que especifica el tipo de enlace externo. Puede ser 1 para rutas externas tipo 1, o 2 para rutas externas tipo 2. Por defecto es 2. Match Parámetro opcional de OSPF que especifica el criterio por el cual las rutas de OSPF son redistribuidas en otros dominios de routing. Puede ser: internal, redistribuye rutas que son internas, external 1, redistribuye rutas externas tipo 1. external 2, redistribuye rutas externas tipo 2. tag ta g - v a lu e Opcional. Es un número decimal de 32 bits adjunto a cada una de las rutas externas. Las tags o etiquetas pueden ser usadas para comunicar información entre router frontera de sistemas autónomos. Si no especificamos ningún valor, el número de. sistema autónomo remoto es usado para rutas desde BGP y EGP; para otros protocolos, se usa cero (0). Route-map Opcional. Sirve para indicarle al proceso de la predistribución que un route map ha de ser referenciado para realizar ciertas acciones (por ejemplo filtrar ciertas rutas) a las rutas importadas desde el protocolo de enrutamiento origen al protocolo de enrutamiento actual. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA map-tag Identificador opcional de un route map que está configurado para filtrar las rutas importadas desde el protocolo de enrutamiento origen al protocolo de enrutamiento actual. weight weight Esta opción asigna el atributo weight de BGP cuando redistribuimos dentro de BGP. Es un entero entre 0 y 65,535. subnets Para OSPF, permite importar rutas con VLSM. Es extremadamente importante, en caso contrario se redistribuirá solamente la red classfull. 173 Configuración de la métrica por defecto La métrica por defecto puede ser configurada de dos maneras diferentes: 1. El comando redistribute permite la asignación de una métrica al protocolo de enrutamiento redistribuido. 2. U 1ilizar el comando default-metric de tal forma que se le asigna una m arica por defecto a todas las rutas redistribuidas desde todos los proiocolos de enrutamiento al protocolo destino. En caso de que ambos protocolos estén configurados la métrica asignada por el comando redistribute es el que se toma como referencia. Se utiliza el comando default-metric si se están redistribuyendo varios protocolos de enrutamiento debido a que existen protocolos que no redistribuirán las métricas correctamente con el comando redistribute. Router(config)# router eigrp 100 Router(config-router)# redistribute rip metric 10000 100 255 1 1500 Router(config-router)# network 140.100.0.0 En la sintaxis anterior se puede observar lo siguiente: • El uso del comando redistribute. • El proceso de enrutamiento desde el cual las rutas están siendo aceptadas. www.FreeLibros.com 174 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-M A El parámetro métrica, que en este caso permite que EIGRP asigne una nueva métrica que todas las rutas que pertenecían a RIP utilizarán cuando se redistribuyan en EIGRP. Configuración de la métrica por defecto para OSPF, IS-IS, RIP o BGP Es posible redistribuir el protocolo de enrutamiento y mediante el uso de un comando separado definir la métrica por defecto. No existe ninguna ventaja en asignar la métrica utilizando el comando redistribute o hacerlo de manera separada. IS-IS no puede definir una métrica por defecto. La métrica debe ser asignada al configurar la redistribución. Si no se asigna ninguna, la de por defecto tendrá un coste de 0, se le asignará a la ruta y se descartará. La siguiente sintaxis configura la métrica por defecto para OSPF, RIP o BGP: Router(config-router)# default-metric number Generalmente se recomienda elegir una métrica lo suficientemente grande como para que las rutas externas no resulten tan interesantes como las rutas internas. Si la red tiene 5 saltos se debe pensar en utilizar una métrica de 6 o más. Asignar métricas por defecto ayuda a prevenir los bucles de enrutamiento. Configuración de la métrica por defecto en EIGRP La siguiente sintaxis muestra la configuración de la métrica por defecto en EIGRP: Router(config-router)# default-metric bandwidth delay reliability loading mtu Normalmente se debería tomar como referencia para estos valores la salida de una de las interfaces del router con el comando: Router# show interface www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 175 El significado de los parámetros de configuración se describe en la siguiente tabla: Parámetro Descripción Bandwidth El ancho de banda visto en la ruta hacia el destino, en kilobits por segundo (kbps). Delay Delay es una constante que varía en diferentes tipos de interfaces. Este valor es el retraso acumulado en la ruta hacia el destino y se mide en décimas de microsegundos. Reliability La probabilidad de una transmisión satisfactoria dada la historia de la interfaz. Este valor no es usado. Es un número entre 0 y 255, donde 255 indica que el router es perfectamente estable y disponible. Loading Un número entre 0 y 255, donde 255 indica que la línea esta 100% cargada. Este parámetro no es usado y está configurado a 1. Mtu El tamaño máximo de paquete que puede viajar a través de la red. No es usado y está configurado normalmente a 1500. En el siguiente ejemplo EIGRP asigna la misma métrica inicial a las redes que provienen de RIP y OSPF. Este ejemplo no es el más adecuado, requiere consideraciones especiales y filtrado de actualizaciones de enrutamiento porque podría producirse retroalimentación de rutas. Router(config)# router eigrp 100 Router(config-router)# redistribute rip Router(config-router)# redistribute ospf 10 Router(config-router)# default-metric 10000 100 255 1 1500 Router(config-router)# network 140.100.0.0 www.FreeLibros.com 176 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A EIGRP redistribuye 10.1.1.32 desde OSPF, en el otro extremo del dominio EIGRP está redistribuido dentro de RIP. La red es ahora conocida por todos los routers independientemente del protocolo de enrutamiento que estén ejecutando. Para el supuesto caso de que otro router frontera entre el dominio de EIGRP y RIP escuchara la actualización de la red 10.1.1.32 la redistribuiría dentro del dominio de EIGRP. El resultado final serán .determinaciones de enrutamiento con peores métricas y según la topología hasta bucles de enrutamiento. DISTANCIA ADMINISTRATIVA Es importante que a las rutas redistribuidas dentro de otro protocolo se les asigne una métrica apropiada. De igual manera es importante considerar la posibilidad de controlar la elección que el proceso de enrutamiento hace cuando tiene diferentes rutas desde diferentes protocolos hacia el mismo destino. En estos casos la distancia administrativa determina cuál será el protocolo de enrutamiento que será utilizado en la tabla de enrutamiento. La métrica sólo es relevante en el proceso de eleección de rutas dentro de un protocolo. Para asegurarse de que la mejor ruta es la elegida en ciertos casos, será necesario cambiar la distancia administrativa. La sintaxis del comando dependerá del protocolo en cuestión. Para EIGRP requiere la configuración de la distancia administrativa tanto a las rutas externas como a las internas. Router(config)# distance eigrp internal-distance external-distance La distancia administrativa interna es la que se aplica a las rutas internas EIGRP, es decir, las aprendidas desde otro router dentro del mismo sistema autónomo. La distancia administrativa externa es la que se aplica a las rutas externas EIGRP, es decir, rutas redistribuidas dentro de EIGRP. Para configurar la distancia administrativa para el resto de los protocolos IP se utiliza el siguiente comando: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS © RA-MA 177 Router(config-router)# distance weight [address mask] [access-listnumber \ ñame] [ip] Campo Descripción weight Distancia administrativa, valor entre 10 a 255, cuando es 255 indica que el destino es inalcanzable. Los valores entre 0 y 9 son para usos internos. address Opcional, asigna una distancia administrativa a las redes que coincidan con esta dirección IP. mask Opcional, es la máscara wildcard para la dirección IP. a c c e s s - lis t number / ñame Opcional, número o nombre de la ACL que es aplicada a las actualizaciones de enrutamiento entrantes. Asigna la distancia administrativa a las redes permitidas. ip Opcional. Especifica rutas derivadas IP para IS-IS. COMANDOS OPCIONALES PARA CONTROLAR LAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO EN LA REDISTRIBUCIÓN En muchas oportunidades es necesario controlar el flujo de las actualizaciones entre los protocolos de enrutamiento o cuando atraviesan sistemas autónomos. Las interfaces pasivas, las rutas estáticas y las rutas por defecto son las herramientas adecuadas para controlar dicho flujo de datos. Interfaces pasivas: se utiliza en los protocolos de enrutamiento que envían sistemáticamente actualizaciones a todas las interfaces incluidas dentro del comando network. Si una de estas interfaces no conecta con otro router es una pérdida de recursos. Este comando evita esta pérdida de recursos, al mismo tiempo que se previenen malas configuraciones o vecinos no deseados. Router(config-router)# passive-interface type number www.FreeLibros.com 178 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Rutas estáticas: sirven para definir el camino a utilizar añadiendo el próximo salto al que se enviará el tráfico. Esta configuración sólo es válida si la dirección IP del próximo salto existe en la tabla de enrutamiento, de lo contrario debe emplearse la interfaz de salida del router local. Si la ruta estática debe ser advertida hacia otros routers tendrá que ser redistribuida. Router(config)# ip route prefix mask {address | interface} [distance] [tag tag] [permanent] Comando Descripción prefix Dirección IP del destino. mask Máscara de la dirección IP del destino. address Dirección IP del gateway o próximo salto. interface Interfaz de salida para llegar a la red destino. distance Opcional, distancia administrativa. tag tag Opcional, es un valor que se puede utilizar para que haya coincidencia en los mapas de ruta. permanent Especifica que la ruta no será suprimida de la tabla de enrutamiento a pesar de que la interfaz asociada se caiga. Las rutas estáticas en redes punto a punto pueden apuntar a la interfaz de salida; las configuradas en redes múltiacceso o multipunto tendrán que tener configurada la dirección del próximo salto. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS 179 Rutas por defecto: en redes grandes existen muchas rutas estáticas que configurar, esto no sólo conduce a errores iniciales sino que requiere un mantenimiento exhaustivo. En estos casos se recomienda un enrutamiento dinámico a través de un protocolo de enrutamiento o alternativamente rutas estáticas por defecto. Router (config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 {address \ interface} Estas rutas pueden ser propagadas de manera dinámica en el dominio o ser configuradas manualmente en los routers. Cuando la ruta por defecto es propagada por un protocolo de enrutamiento no es necesaria ninguna configuración adicional. En el caso de RIPvl solamente puede haber una ruta por defecto. Es una práctica común redistribuir las rutas por defecto en los routers frontera para propagar las rutas deseadas sin tener que intercambiar las rutas dinámicas con todos los vecinos. Ejemplos de redistribución Ejemplo 1. Redistribución de rutas sin caminos redundantes. La imagen muestra oficinas remotas conectadas a una oficina central a través de Frame-Relay. Cada oficina tiene un PVC punto a punto hacia el router de la oficina principal. www.FreeLibros.com 180 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo EIGRP se está ejecutando en la nube Frame-Relay evitando sobrecargas en la red, mientras que en los segmentos LAN no hay necesidad de protocolo de enrutamiento. RIP es el protocolo configurado en la oficina principal. Los servidores contenidos en la oficina principal necesitan tener conocimiento de las redes EIGRP, por lo tanto habrá que redistribuirlas en RIP. El flujo inverso no es necesario evitando así el tráfico bilateral y consumo de recursos. Fram e-R elay EIGRP ( ¡ La configuración es sencilla porque no hay enlaces redundantes. La nube Frame-Relay utiliza enlaces punto a punto, en un futuro se podrían añadir más enlaces a la nube de manera redundante. Este ejemplo es una solución simple que le permite a la organización el uso del hardware existente. Ejemplo 2. Redistribución de rutas con caminos redundantes. Este caso cubre la redistribución con caminos redundantes entre diferentes protocolos de enrutamiento y resuelve los problemas de selección de rutas que resultan con las redes redistribuidas. En la topología de la figura el router A está conectado a las redes 120.100.1.0, 120.100.2.0 y 120.100.3.0. Utilizando RIP la red 120.100.1.0 es advertida al router B, la red 120.100.3.0 al router C y la red 120.100.2.0 es advertida al router B y al router C. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS © RA-MA 181 La siguiente es la información contenida en la tabla de enrutamiento del router A: Red/subred Próximo salto Conectado 120.100.1.0/24 Conectado E0 0 Conectado 120.100.2.0/24 Conectado El 0 Conectado 120.100.3.0/24 Conectado E2 0 RIP 10.10.10.8/30 120.100.3.2 1 salto RIP 10.10.10.12/30 120.100.3.2 1 salto RIP 10.10.10.16/30 120.100.3.2 . 1 salto RIP 10.10.10.20/30 120.100.3.2 1 salto RIP 10.10.10.24/30 120.100.3.2 1 salto RIP 10.10.10.28/30 120.100.3.2 1 salto RIP 10.10.10.32/30 120.100.3.2 1 salto Protocolo de enrutamiento www.FreeLibros.com Métrica 182 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA La siguiente es la información contenida en la tabla de enrutamiento del router B: Protocolo de enrutamiento Red/subred Próximo salto RIP 120.100.1.0/24 120.100.3.1 1 salto RIP 120.100.2.0/24 120.100.3.1 1 salto Conectado 120.100.3.0/24 Conectado E0 0 Conectado 10.10.10.8/30 Conectado SO 0 Conectado 10.10.10.12/30 Conectado SO 0 Conectado 10.10.10.16/30 Conectado SO 0 EIGRP 10.10.10.20/30 10.10.10.9 4201056 EIGRP 10.10.10.24/30 10.10.10.9 4201056 EIGRP 10.10.10.28/30 10.10.10.13 4201056 EIGRP 10.10.10.32/30 10.10.10.13 4201056 Métrica La tabla de enrutamiento del router A contiene todas las subredes de la red 10.0.0.0 255.255.255.252. Debido a que RIPvl no envía la máscara de red en las actualizaciones y el router A no está conectado a dicha red se deberá configurar RIPv2 entre los router A y router B. La tabla de enrutamiento ve a todos los caminos como únicos, por lo que es necesario saber cuáles son las rutas accesibles por medio de RIP o EIGRP. La tabla de enrutamiento se mantiene igual aún después de la redistribución. Dependiendo de los tiempos de las actualizaciones y de la velocidad de convergencia, el router C podría estar desactualizado debido a que los router E, router F y router G le envían información sobre cómo llegar a las redes 120.100.2.0 y 120.100.3.0. A su vez el router C también recibe información del router A. Evidentemente enviar el tráfico hacia esas redes por el router A es la mejor opción, pero como EIGRP tiene una distancia administrativa menor, la ruta para EIGRP es colocada en la tabla de enrutamiento. Suponiendo que la nube Frame-Relay posea caminos iguales para todos los enlaces, las tablas de enrutamiento distribuyen el tráfico equitativamente por las tres rutas. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS 183 Las siguientes sintaxis muestran como las configuraciones favorecen a la distancia administrativa de RIP para las redes LAN dentro de sudominio. Los caminos de RIP serán elegidos, las redes 120.100.1.0 y 120.100.2.0 tendrán una distancia administrativa de 200 con la ayuda de listas de acceso. Router(config)# router rip Router(config-router)# network 120.100.0.0 Router(config-router)# passive interface S0.1 Router(config-router)# redistribute eigrp 100 metric 3 Router(config)# router eigrp 100 Router(config-router)# network 120.100.0.0 R o u t e r (config-router)# passive interface EO Router(config-router)# default-metric 10000 100 255 1 1500 R o u t e r (config-router)# distance 200 0.0.0.0 255.255.255.255 3 R o u t e r (config)# access-list 3 permit 120.100.1.0 R o u t e r (config)# access-list 3 permit 120.100.2.0 El comando distance configura la distancia administrativa para el proceso EIGRP 100 de 90 a 200 haciendo que las rutas de RIP sean las óptimas debido a que la distancia administrativa de RIP es 120. Añadiendo la granularidad de poder elegir las redes que necesitan ser utilizadas en lugar de todas con el uso de las ACL. De esta forma las redes 120.100.1.0 y 120.100.2.0 serán afectadas por el comando distance. El uso de la red 0.0.0.0 con la máscara 255.255.255.255 es un comodín. Ejemplo 3. Redes por defecto en un entorno de redistribución. La utilización de redes por defecto simplifica la configuración de la distribución permitiendo redistribuciones en un sólo sentido o camino. Esto reduce significativamente la posibilidad de bucles hacia el dominio origen. Rutas por d e fe cto p ropagadas hacia RIP www.FreeLibros.com \ | EIGRP y redistribución de las rutas de RIP 184 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo En este diseño cada router dentro del dominio de RIP tiene conocimiento de todas las redes internas pero las otras redes son accesibles vía la red por defecto. La configuración del router B se muestra en la siguiente sintaxis: RouterB(config)# router rip RouterB(config-router)# network 190.10.10.0 El router A redistribuye entre RIP y EIGRP con el dominio de RIP actuando como una red stub, la ruta por defecto es configurada como una ruta estática en el router A y redistribuida dentro de RIP para propagarse en todo su dominio. Los routers internos que sólo ejecutan RIP deben estar preparados para recibir la ruta por defecto, la red de destino sólo será alcanzable por medio de esta ruta por defecto. La siguiente es la sintaxis de la configuración del router A: RouterA(config)# router eigrp 100 RouterA(config-router)# redistribute rip RouterA(config-router)# default-metric 10000 100 255 1 1500 RouterA(config-router)# network 10.0.0.0 RouterA(config)# router rip RouterA(config-router)# network 190.10.10.0 RouterA(config-router)# default-metric 3 RouterA(config-router)# redistribute static RouterA(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.10.1 La redistribución en router A es sólo hacia un sentido, EIGRP necesita conocer todas las redes en el dominio de RIP pero en cambio RIP no necesita conocer las redes del mundo exterior. CONTROL DE LAS ACTUALIZACIONES DE ENRUTAMIENTO CON FILTRADO Algunos mecanismos, para controlar las actualizaciones de enrutamiento, se han visto en los párrafos anteriores, pero a veces es necesario utilizar herramientas más potentes y flexibles. Estos mecanismos son listas de acceso que aplicadas a las actualizaciones de enrutamiento se denominan listas de distribución (distribute lists). www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS 185 El proceso y la lógica son similares a las ACL: 1. El router recibe una actualización de enrutamiento o está a punto de enviar actualizaciones sobre una o más redes. 2. El router controla si la interfaz implicada en la acción tiene aplicados filtros. 3. Si existe un filtro, el router examina la ACL para ver si existen coincidencias en alguna de las redes en la actualización de enrutamiento. 4. Si no hay coincidencias en los filtros o no existen, la red se envía al proceso de enrutamiento como ocurre normalmente. 5. Si hay coincidencia en un filtro la ruta es procesada acorde a la sentencia de la lista de distribución. Dicha ruta se anunciara si coincide con un permit o se descartará si coincide con un deny. 6. Si no se encuentra ninguna coincidencia al final de la lista de distribución, una denegación implícita descartará la actualización. Las actualizaciones de enrutamiento pueden ser filtradas por protocolos de enrutamiento, definiendo una ACL y aplicándola al protocolo. Existen ciertas limitaciones en las listas de distribución cuando son aplicadas a OSPF, las configuradas como entrantes previenen que las rutas se añadan en la tabla de enrutamiento, pero no previenen que las LSA se propaguen. Por este motivo las listas de distribución son empleadas prudentemente en los ABR o ASBR. Al crear una lista de distribución se siguen los siguientes pasos: 1. Identificar la dirección de red que ha de ser filtrada y crear la lista de acceso. Permitir las redes que deben ser anunciadas. 2. Determinar si el filtrado es entrante o propagadas hacia otros routers o salientes. 3. Asignar la ACL utilizando el comando distribute-list. La sintaxis completa del comando en la forma entrante es la siguiente: Router(config-router)# distribute-list {access-list-number / ñame} in [type number] www.FreeLibros.com 186 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Descripción Comando a c c e s s - lis t number 1 ñame Especifica una ACL numerada o nombrada. in Aplica la ACL como entrante. ty p e number Opcional, especifica información sobre la interfaz. La sintaxis completa del comando en la forma saliente es la siguiente: R o u te r (c o n fig -r o u te r )# d i s t r i b u t e - l i s t { access-list-number / ñame} o u t [ ínterface-name | routing-process / autonomous-system-number] Descripción Comando a c c e s s - lis t- n u m b e r 1 ñame Especifica nombrada. ou t Aplica la ACL como saliente. ín te rfa c e -n a m e Opcional, nombre de la interfaz donde se producirá el filtrado. ro u tin g - p ro c e s s Opcional, especifica el nombre del proceso de enrutamiento, o si es estático o directamente conectado. autonom ous-system number Opcional, número del sistema autónomo del proceso de enrutamiento. una ACL numerada o www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS 187 VERIFICACIÓN, MANTENIMIENTO Y RESOLUCIÓN DE FALLOS Para que la redistribución funcione adecuadamente y simplificar al máximo los problemas que puedan surgir es necesario tener un conocimiento preciso de la topología tanto física como lógica. Conocer el volumen y los picos de tráfico también es un tema importante para entender los conflictos de conectividad dentro de la red. Los siguientes comandos ayudarán a entender y resolver problemas ocasionados en la redistribución: • • • • • show ip protocol show ip route show ip route routing-protocol show ip eigrp neighbors show ip ospf database El comando traceroute: este comando puede ser empleado desde el modo usuario, pero se necesita la versión extendida y debe emplearse desde el modo privilegiado. Mostrará la información de todos los routers que un paquete ha pasado desde que ha sido enviado. A la versión extendida del comando traceroute se accede pulsando un intro; diferentes cuestiones son presentadas que permitirán la modificación de ciertos parámetros que vienen por defecto. El comando extendido ping: para hacer comprobaciones básicas se puede utilizar el comando ping desde el modo usuario. Pero si se requiere emplear todo el potencial que brinda este comando se debe ejecutar desde el modo privilegiado, de esta forma se pueden modificar los parámetros por defecto y personalizarlo según se necesite. Los comandos traceroute y ping extendido: el. comando traceroute muestra el camino tomado y podrá en ciertos casos identificar el problema de la red. Si el comando traceroute falla indica que existe un problema y es un buen punto de partida para solucionarlo. El comando ping es muy útil porque puede anunciar cada una de las interfaces que va atravesando si la opción “record” es elegida. Aunque tiene una limitación de 9 saltos. Es posible utilizar una dirección IP origen en los comandos traceroute y ping extendidos, que debe ser una interfaz en el router de origen. Esto permitirá chequear ACL, mapas de ruta, etc. Cambiando las direcciones de origen desde todas las interfaces del router se obtiene una visión total del funcionamiento de la red. www.FreeLibros.com 188 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo CONTROL DE LA REDISTRIBUCIÓN CON ROUTEMAPS Funcionamiento de los route-maps Los route-maps son herramientas que establecen coincidencias con un determinado patrón y que pueden utilizarse para cambiar la cabecera del paquete, el mapa de ruta, etc. Los route-maps son similares a las listas de acceso pero más complejos debido a que permiten hacer muchas más cosas. Existen diferentes situaciones donde se pueden emplear los route-maps: • Controlar la distribución: los route-maps pueden permitir o denegar rutas como así también cambiar métricas. • Definir políticas para PBR (Policy-Based Routing): las políticas basadas en enrutamiento son creadas a partir de los route-maps para permitir al router tomar decisiones complejas basadas en diferentes criterios del enrutamiento tradicional. • Agregar granularidad a la configuración de NAT (Network Address Translation): un escenario de NAT tradicional está limitado en la simple traducción de un direccionamiento estáticamente, con los route-maps pueden hacerse traducciones de manera arbitraria. • Implementar BGP PBR: más adelante se detallará el funcionamiento en el capítulo de BGP. Características de los route-maps Los route-maps y las listas de acceso son similares en la lógica. de funcionamiento, se procesan de arriba hacia abajo y en la primera coincidencia se ejecuta la acción permitiendo o denegando, aunque los route-maps permiten hacer muchas más cosas. Los route-maps pueden cambiar la dirección del próximo salto o la métrica de la cabecera IP. La cantidad de atributos que los route-maps pueden modificar es enorme. Las características de los route-maps se pueden resumir en los siguientes conceptos: • Una colección de sentencias con el mismo nombre se considera un routemap al igual que ocurre con las ACL. • Los route-maps son procesados, se arriba hacia abajo hasta que se encuentra la primera coincidencia. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA • 189 Cada sentencia de los route-maps puede tener ninguna o más condiciones de coincidencia. Una sentencia que no tenga ninguna coincidencia se aplica a todo el tráfico, similar al any de las ACL. El tráfico que no encuentra coincidencia pasa a la siguiente sentencia. Existen dos cuestiones a tener en cuenta: o Una simple coincidencia puede contener múltiples condiciones. Si una de esas condiciones es verdadera, se considerará coincidencia. Esto es una operación lógica OR. 0 Si existen múltiples coincidencias todas ellas deben ser verdaderas para que la coincidencia sea efectiva. Esto se considera una operación lógica AND. • Los route-maps tienen ninguna o más sentencias set, que definen la acción a tomarse. Los parámetros definidos en la sentencia set se aplican siempre que previamente haya habido una coincidencia. • Cada sentencia de los route-maps tiene que permitir o denegar. Un tráfico permitido es afectado, mientras que un tráfico que no encuentra coincidencia no lo será. • El tráfico que no es explícitamente permitido será implícitamente denegado. • Dentro de un route-map cada sentencia tiene un número de secuencia y puede ser editada individualmente. • El uso de los route-maps es muy común en redes que tengan redistribución. Pero la utilización de éstos debe hacerse con total conocimiento del funcionamiento de la red debido a que puede influenciarse incorrectamente el flujo de datos o crear bucles. El siguiente ejemplo describe un route-map llamado RMSIMPLE: access-list access-list access-list access-list 23 33 43 53 permit permit permit permit 23.0.0.0 33.0.0.0 43.0.0.0 53.0.0.0 1 route-map RMSIMPLE permit 10 match ip address 23 match interface FastEthernetO/O set ip next-hop 67.43.6.7 ¡ route-map RMSIMPLE permit 20 match ip address 33 i route-map RMSIMPLE permit 30 www.FreeLibros.com 190 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA match ip address 43 53 set ip next-hop 213.35.32.78 ¡ route-map RMSIMPLE permit 40 set ip next-hop 76.45.23.7 Todos los route-maps con el mismo nombre forman parte de una lista. 1. Los route-maps están organizados por número de secuencia. En este ejemplo es 10, 20 o 30. 2. Cada sentencia puede tener ninguna o más coincidencias: • En la sentencia 10 hay dos condiciones de coincidencia. Ambas deben ser verdaderas para que el set se aplique. • En la sentencia 20 sólo hay una coincidencia, de manera que los paquetes denegados no serán considerados. En caso de que este routemap se aplicara a la redistribución, las rutas denegadas no serían redistribuidas. • La sentencia 30 tiene dos coincidencias y con que sólo una fuera verdadera el set se aplicará. • La sentencia 40 no tiene ningún estado de coincidencia, lo que implica que se le aplicará a todo. 3. Cada sentencia de los route-maps puede tener ninguna o más sentencias set: • Las sentencias 10, 30 y 40 modifican el siguiente salto para todas las coincidencias. • La sentencia 20 no posee sentencias set, por lo tanto la única acción posible será denegar o permitir. 4. El tráfico que coincide con un permit es afectado por el route-map, mientras que el que coincide con un deny o no está en la lista no es afectado por el route-map. • La sentencia 20 previene que las coincidencias no sean afectadas por la lista, por lo tanto si hay alguna coincidencia está no se le aplicará un siguiente salto diferente. • Finalmente hay un permit any en la sentencia 40 por lo tanto todo el tráfico será afectado. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 191 CONFIGURACIÓN DE LOS ROUTE-MAPS La siguiente sintaxis muestra la configuración de los route-maps: R o u t e r (config)# route-map map-tag [{permit | deny} sequence-number] Para borrar por completo el route-map se deberá agregar un no inicial al comando anterior. Descripción Comando map-tag Nombre del route-map. permit | deny Si existe una coincidencia en el criterio y existe un permit, el paquete es enviado tal como se haya definido en las acciones set, si no hubiera coincidencia pasará a la siguiente sentencia. sequencenumber Indica el orden de procesamiento de las secuencias, si no se especifica los hará automáticamente de 10 en 10. ¡ Uno de los potenciales de los route-maps es la posibilidad de cambiar la forma en que el router procesa las rutas y fundamentalmente la opción de cambiar la métrica. Comandos match para la redistribución con route-maps La siguiente tabla resume los comandos match. Estos comandos son usados para determinar si la ruta va a ser redistribuida. Comando . ' - Descripción jjj match interface (IP) Distribuye rutas que tienen un próximo salto alcanzable desde la interfaz de salida que se ha especificado. Hace que coincida cualquier ruta que tenga su próximo salto por alguna de las interfaces que se están listando. match ip address [access-listnumber | ñame] Describe el número o nombre de la lista. www.FreeLibros.com 192 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA match ip next-hop Identifica las rutas que poseen el próximo salto que se indica. match ip routesource Redistribuye las rutas que han sido advertidas desde la dirección especificada. match metric Redistribuye las rutas con la métrica especificada. match route-type (IP) Redistribuye las rutas del tipo especificado. match tag Redistribuye las rutas en la tabla de enrutamiento que coinciden con las etiquetas especificadas. Comandos set para la redistribución con route-maps Los comandos set funcionan a partir de una coincidencia previa. Mientras los comandos match determinan si la ruta va a ser redistribuida, el parámetro set determinará la forma en que va a ser redistribuida. La sintaxis del comando set es la siguiente: Router(config-route-map)# set {criteria} La siguiente tabla resume los comandos set utilizados en la redistribución. Comando Descripción v set level {level-1 | level-2 | level-1-2 | stub-area | backbone} Es utilizado por IS-IS para determinar el nivel del router que debería importar las rutas. OSPF lo utiliza para determinar el tipo de área/router desde el cual las rutas deberían ser importadas. set metric (BGP, OSPF, RIP) Configura la métrica para un determinado protocolo de enrutamiento. set metric-type {internal | external | type-1 | type-2} Configura el tipo de métrica para el protocolo destino. set tag tag-value Configura un valor de etiqueta del protocolo de enrutamiento destino. www.FreeLibros.com I CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIONES CON CISCO IOS ©RA-MA 193 Una vez configurado, el route-map debe ser vinculado para que ejecute la acción. Este evento se describe en la siguiente sintaxis: Router ( c o n f ig-router)# redistribute protocol [process-id] map-tag] [route-map Donde map-tap es el nombre que se va a utilizar para la distribución y tiene que corresponderse con el nombre especificado con el comando route-map. El ejemplo ilustra la funcionalidad del route-map, la sintaxis corresponde a la siguiente figura: M é t r ic a Red R 3 0 .1.1.0/24 1 R 3 0 .1.3.0/24 2 2 R 3 0 .1.4.0/24 S R 3 0 .1 .5,0 / 2 4 3 R 3 0 .1.2.0/24 Red Métrica Red Mét rica 0 3 0 .1 . 1 . 0 / 2 4 25 10 0 3 0.1 .1,0/24 25 20 0 3 0 .1 . 2 . 0 / 2 4 30 10 O 3 0 .1 . 3 . 0 / 2 4 30 10 0 3 0 ,1.2,0/24 O 3 0 .1 . 3 . 0 / 2 4 3020 30 20 O 3 0 .1 . 4 . 0 / 2 4 0 3 0 .1 . 5 . 0 / 2 4 22000 22000 0 3 0 .1 . 4 . 0 / 2 4 22000 0 30 .1.5,0 /24 22000 Router(config)# router ospf 100 Router(config-router)# redistribute rip route-map rip-routes Router (config) # route-map Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config) # route-map Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config- route-map)# Router (config) # route-map rip-routes permit 10 match metric 1 set metric 2500 set metric-type type-1 set tag 100 rip-routes permit 20 match metric 2 set metric 3000 set metric-type type-1 set tag 200 rip-routes permit 30 Router(config-route-map)# set metric 22000 Este route-map examina todas las actualizaciones desde RIPv2 y las redistribuye dentro de OSPF. www.FreeLibros.com 194 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Las rutas con un número de saltos de 1 tendrán una métrica en OSPF con un valor de coste 2500, serán de tipo 1 y tendrán una etiqueta de 100. Las rutas con 2 saltos tendrán una métrica en OSPF con un valor de coste 3000, serán de tipo 1 y tendrán una etiqueta de 200. Todas las demás rutas tendrán un coste estático de 22000. En cada una de las sentencias se modifica la métrica (coste) que las rutas tendrán una vez redistribuidas en OSPF. La configuración en type-1 indica que la métrica se incrementará a medida que los saltos aumenten; en cambio en type-2 (por defecto) la métrica permanecerá constante. Finalmente se etiquetan ciertas rutas con un valor de 100, otras con un valor de 200 y otras no han sido etiquetadas. Esto permitirá en otros puntos de redistribución hacer match en función de la etiqueta y permitir o denegar en base a esto. Como nota al margen decir que las etiquetas (tags) son extremadamente útiles para escenarios con múltiples puntos de redistribución bidireccional. VERIFICACIÓN DE LOS ROUTE-MAPS La mayoría de los comandos para monitorizar el funcionamiento de los route-maps son los mismos empleados para verificar la redistribución: • show ip protocol • show ip route • show ip route routing-protocol • show ip eigrp neighbors • show ip ospf database • show route-map Tal como se explicó en la redistribución el comando traceroute y ping son de mucha utilidad. www.FreeLibros.com Capítulo 5 DHCP INTRODUCCIÓN A DHCP DHCP (Dynamic Host Control Protocol) desciende del antiguo protocolo BootP, permite a un servidor asignar automáticamente a un host direcciones IPv4 y otros parámetros cuando está iniciándose. DHCP ofrece dos principales ventajas: 1. DHCP permite que la administración de la red sea más fácil y versátil, de lo contrario habría que asignar manualmente el direccionamiento a todos los host, tarea bastante tediosa y que generalmente conlleva errores. 2. DHCP asigna direcciones IP de manera temporal creando un mayor aprovechamiento del espacio en el direccionamiento. Un ejemplo claro son los clientes DSL, ellos sólo necesitan la dirección IP cuando están conectados online. El proceso DHCP sigue los siguientes pasos: 1. El cliente envía un broadcast preguntando por configuración IP a los servidores, los que responderán con una dirección IP, una máscara, una puerta de enlace y otras informaciones. En este paso el nuevo cliente ha enviado un mensaje en forma de broadcast llamado DHCP discover. www.FreeLibros.com 196 REDES CISCO. CCNP a Fondo 2. ©RA-MA Cada servidor en la red responderá con un Offer. Comúnmente en una red pueden existir varios servidores DHCP de manera redundante, es normal que todos intenten responder. El mensaje offer contiene una dirección IP, una máscara, una puerta de enlace, el tiempo de alquiler y los posibles códigos de opción. 3. El cliente considera todas las ofertas y elije una. Esta opción dependerá del cliente. Por ejemplo Windows XP elegirá una dirección IP que previamente se le haya ofrecido, otros sistemas operativos simplemente aceptarán la primera oferta que les llegue. A partir de este momento el cliente envía un mensaje llamado Request en el que básicamente pregunta sobre la disponibilidad de la IP de la que tiene preferencia. 4. El servidor responde con un ACK informando a su vez que toma conocimiento que el cliente se queda con esa dirección IP. 5. Finalmente el cliente envía un ARP request para esa nueva dirección IP. Si alguien responde, el cliente sabrá que esa dirección está en uso y que ha sido asignada a otro cliente lo que iniciará el proceso DHCP nuevamente. Este paso se llama Gratuitous ARP. Existen varios sistemas operativos clientes que utilizan APIPA (Automatic Prívate IP Addressing). Es un proceso por el cual el host configurado para un direccionamiento dinámico se asigna a sí mismo una dirección IP al no poder contactar con un servidor DHCP. Las direcciones IP que se autoasignan son del rango 169.254.0.0. De la misma forma que en el quinto paso anterior se envía un Gratuitous ARP para verificar que nadie más posea dicha dirección antes de quedársela. Finalmente, cuando se detecta un host con una dirección IP 169.254.X.X significa que no ha podido contactar con el servidor DHCP. Dispositivos DHCP Siempre habrá al menos dos dispositivos involucrados en el proceso de configuración del DHCP, un Servidor DHCP y un Cliente DHCP. Ocasionalmente habrá otros dispositivos opcionales llamados DHCP relays. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 5. DHCP © r a -m a 197 CONFIGURACIÓN DHCP Configuración de un servidor DHCP Los siguientes pasos describen la configuración de un router ejecutando IOS como servidor DHCP: 1. Crear un almacén (pool) de direcciones que serán asignadas a los clientes. Router(config)# ip dhcp pool ñame 2. Determinar el direccionamiento de red y máscara que se le asignará al pool. Router(config-dhcp)# network network/mask 3. Configurar el período que el cliente podrá disponer de esta dirección. Este período de alquiler suele ser de tres días; en las versiones de IOS es de un día, pero puede configurarse en horas, minutos y segundos. R o u t e r (config-dhcp)# lease days 4. Identificar el servidor DNS. Router(config-dhcp)# dns-server address 5. Identificar la puerta de enlace o gateway. Router(config-dhcp)# default-router ip-address 6. Excluir si es necesario las direcciones que por seguridad o para evitar conflictos no se necesite que el DHCP otorgue. R outer(config )#ip dhcp excluded-address start-ip end-ip Las direcciones IP son siempre asignadas en la misma interfaz que tiene una IP dentro de ese pool. La siguiente sintaxis muestra un ejemplo de configuración dentro de ese contexto: Router(config)# interface fastethernet 0/0 Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255 i255.0 Router(config)# ip dhcp pool 1 Router(config-dhcp)# network 192.168.1.0 /24 Router(config-dhcp)# default-router 192.168.1.1 Router(config-dhcp)# lease 3 Router(config-dhcp)# dns-server 192.168.77.100 Algunos dispositivos IOS reciben direccionamiento IP en algunas interfaces y asignan direcciones IP en otras. Para estos casos DHCP puede importar www.FreeLibros.com 198 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA las opciones y parámetros de una interfaz a otra. El siguiente comando para ejecutar esta acción es: Router(config-dhcp)# import all Este comando es muy útil cuando se debe configurar DHCP en oficinas remotas. El router una vez localizado en su sitio puede determinar el DNS y las opciones locales. La siguiente tabla describe una serie de comandos opcionales: Comando Descripción Service dhcp Habilita el servidor DHCP que por defecto ya lo está. ip dhcp database Configura un agente de base de datos. no ip dhcp conflict logging Deshabilita el login de conflictos. ip dhcp excludedaddress s t a r t - i p en d -ip Define las direcciones que serán excluidas del pool. domain-name domain DNS asignado por defecto. Configuración de un DHCP Relay Normalmente los routers no retransmiten tráfico broadcast. En algunos casos una excepción a esta regla podría ser muy útil. Un servidor DHCP centralizado que ofrezca un direccionamiento a todas las redes remotas sería más fácil de administrar y resolver posibles conflictos. Todos los routers en este caso deberían dejar pasar todo el tráfico broadcast originado por las transacciones DHCP. Un router configurado para dejar pasar los DHCP request es llamado DHCP Relay. Cuando es configurado, el router permitirá el reenvío de broadcast que haya sido enviado a un puerto UDP determinado hacia una localización remota. El DHCP Relay reenvía los requests y configura la puerta de enlace en el router local. Router(config-if)# ip helper-address ad d ress www.FreeLibros.com CAPÍTULO 5. DHCP © RA-MA 199 Cuando se configura soporta 8 puertos UDP, cualquier broadcast que se reciba en estos puertos es reenviado a la dilección IP que se especifica en el comando. Los puertos son los siguientes: • NTP (UDP 37) • TACACS (UDP 49) • DNS (UDP 53) • DHCP (UDP 67 y 68) • TFTP (UDP 69) • NetBIOS ñame Service (UDP 137) • NetBIOS datagram service (UDP 138) Adicionalmente se podrían agregar más puertos con el comando: Router(config)# ip forward-protocol udp port El siguiente ejemplo muestra la sintaxis de la configuración de un puerto UDP adicional: Router(config)# interface fastethernetO/O Router(config-if)# ip helper-address 192.168.5.100 Router(config-if)# exit Router(config)# ip forward-protocol udp 4400 Router(config)# no ip forward-protocol udp 69 El comando ip dhcp relay information option usado con el DHCP Relay habilita el sistema para insertar la opción 82 (agent DHCP relay information option) en mensajes Bootrequest que son enviados al servidor DHCP. El servidor puede utilizar esta información para asignar la subred correcta. Configuración de un cliente DHCP Configurar IOS para la opción del DHCP como cliente es simple. Router(conf ig)# interface fastethernetO/O Router(config-if )# ip address dhcp Un router puede ser cliente, servidor o ambos a la vez en diferentes interfaces. www.FreeLibros.com 200 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA RESOLUCIÓN DE FALLOS EN DHCP En un principio ejecutar un show run servirá para ver los parámetros estándares de configuración expuestos anteriormente. Si no se observa dónde está el fallo se puede seguir el siguiente proceso de análisis. Partiendo de la base de que el cliente DHCP está correctamente configurado y conectado a la red, el servidor DHCP se está ejecutando en el router. 1. Verificar que el cliente no está recibiendo una dirección IP, verificar la conectividad de ambos a la red 2. Verificar que el servidor DHCP esté configurado, como así también que el cliente es capaz de enviar tráfico. 3. Examinar la base de datos DHCP con el comando show ip dhcp database. 4. Para ver la configuración mas detallada de DHCP se puede utilizar el comando show ip dhcp server statistics. 5. Para mostrar las direcciones IP que han sido asignadas utilizar el comando show ip dhcp binding. Para borrar una dirección en la base de datos clear binding. 6. Para monitorizar las acciones del servidor DHCP debug ip dhcp server events y el debug ip dhcp server packets. 7. Finalmente verificar la existencia de listas de acceso que puedan estar denegando el tráfico DHCP. www.FreeLibros.com C apítulo 6 BGP INTRODUCCIÓN A BGP BGP (Border Gateway Protocol) es un protocolo de enrutamiento moderno diseñado para ser escalable y poder utilizarse en grandes redes creando rutas estables entre las organizaciones. BGP soporta VLSM (Variable Length Subnet Mask), CIDR (Classless Interdomain Routing) y sumarización. BGP es un protocolo de enrutamiento extremadamente complejo, usado entre organizaciones multinacionales y en Internet. El principal propósito de BGP es conectar grandes redes o sistemas autónomos. Las grandes organizaciones utilizan BGP como el vínculo entre diferentes divisiones empresariales. BGP se utiliza en Internet para conectar diferentes organizaciones entre sí. Es el único protocolo que actualmente soporta enrutamiento entre dominios. Los dispositivos, equipos y redes controlados por una organización son llamados sistemas autónomos, AS. Esto significa independentia, es decir, que cada organización es independiente de elegir la forma de conducir el tráfico y no se los puede forzar a cambiar dicho mecanismo. Por lo tanto BGP comunica los AS con independencia de los sistemas que utilice cada organización. Otro punto clave es que BGP pretende que las redes permanezcan despejadas de tráfico innecesario el mayor tiempo posible. Mientras que los IGP están buscando la última información y ajustando constantemente las rutas acordes con la nueva información que se recibe, BGP está diseñado para que las rutas sean estables y que no se estén advirtiendo e intercambiando constantemente. Las www.FreeLibros.com 202 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo configuraciones de BGP requieren determinaciones de políticas muy complicadas, de modo que dada la complejidad del protocolo y el inmenso tamaño de la tabla de enrutamiento, que pueden ser cientos de miles, no se puede estar cambiando constantemente decisiones de enrutamiento haciendo que los routers estén constantemente sobrecargados. Funcionamiento básico de BGP BGP asocia redes con sistemas autónomos de tal manera que otros router envían tráfico hacia el destino a través de un sistema autónomo. Cuando el tráfico llega a los routers frontera de BGP, es trabajo de los routers del IGP encontrar el mejor camino interno. BGP es un protocolo path-vector, aunque mantiene muchas características comunes con los de vector-distancia. Las rutas son registradas de acuerdo con los sistemas autónomos por donde está pasando y los bucles son evitados rechazando aquellas rutas que tienen el mismo número de sistema autónomo al cual están llegando. La idea de cómo BGP evita los bucles se ilustra en la siguiente figura: AS-30 172.16.31.0/24 AS-Path 5 172.16.31.0/24 AS-Path 5 30 \ AS-15 AS-72 172.16.31.0/24 AS-Path 5 30 157 2 172.16.31.0/24 AS-Path 5 30 15 RECHAZADO CONTIENE AS-5 Los vecinos BGP son los llamados peers, éstos no son automáticamente descubiertos sino que deben estar predefinidos. Existen cuatro tipos de mensajes en BGP para que la relación sea construida y posteriormente mantenida: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-MA • Open • Keepalive • Update • Notifícation 203 Cuando el proceso de BGP comienza se crean y mantienen las conexiones entre los peers utilizando el puerto TCP 179 a través de mensajes BGP open, posteriormente las sesiones son mantenidas enviando constantemente mensajes keepalive y la información del peer se mantiene en una tabla de vecinos separada. Si un peer es reseteado, éste envía un mensaje de notificación para indicar la finalización de la relación. Cuando se establece por primera vez la relación de vecindad, los routers BGP intercambian sus tablas de enrutamiento por completo utilizando mensajes update. Finalmente sólo se enviarán actualizaciones incrementales cuando existan cambios en la red. Jerarquías BGP Otros protocolos de enrutamiento han sido creados de tal manera que soporten sumarizaciones y para que se pueda organizar la red de manera jerárquica. Las organizaciones no están distribuidas jerárquicamente, por lo tanto BGP debe trabajar con cualquier topología que le sea dada. BGP se beneficia de la sumarización de la misma manera que los demás protocolos de enrutamiento, es decir, menos consumo de recursos de memoria y CPU, y tablas de enrutamiento más pequeñas. Una red BGP optimizada será altamente sumarizada pero no necesariamente de manera jerárquica. BGP por naturaleza proporciona un resumen de las rutas claves identificando los posibles caminos entre sistemas autónomos. Debido a que los AS no están bien organizados, las redes BGP reflejan esa falta de organización. BGP puede ser implementado entre redes o dentro de una red. BGP detecta los bucles mirando las rutas de los AS-Path. Cuando utilizar BGP Debido a su complejidad y especialización para funciones externas, BGP se utiliza para los siguientes casos: • BGP es el único protocolo de enrutamiento que puede conectar una organización a diferentes sistemas autónomos. www.FreeLibros.com 204 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo • BGP debería ser considerado si se desea implementar una política de enrutamiento, como por ejemplo controlar el enlace hacia un ISP. • BGP es el protocoloadecuado para un AS utilizado como AS de tránsito y se interconecte a otros sistemas autónomos. Un ISP es un típico AS de tránsito. BGP probablemente no sea necesario si algunos de los requerimientos anteriores no se cumplen. Si los requerimientos de enrutamiento que se necesitan pueden llevarse a cabo de una manera más simple, como por ejemplo con una ruta por defecto, no se debería estar pensar en BGP como solución. Los recursos necesarios para un buen funcionamiento de BGP son elevados, por lo tanto otras opciones deben ser siempre analizadas antes de implementarlo, ahorrando de esta forma dinero en dispositivos y configuraciones complejas. Tablas de BGP El enrutamiento a través de BGP involucra tres tipos de tablas: • • • Tabla de vecinos Tabla de BGP Tabla de enrutamiento IP Las rutas de BGP son mantenidas en una tabla de BGP separada y las mejores rutas son pasadas a la tabla de enrutamiento. A diferencia de los protocolos detallados en los capítulos anteriores, BGP no utiliza una métrica. En su lugar BGP emplea un proceso de 10 pasos para seleccionar las rutas dependiendo de una serie de propiedades. Este tema se detallará más adelante y es una de las principales cualidades de BGP. En suma, BGP soporta herramientas como route-maps y listas de distribución que permiten al administrador cambiar el flujo de tráfico basado en los atributos de este protocolo. CONECTANDO A INTERNET CON BGP Como protocolo de enrutamiento externo BGP es utilizado para conectar hacia y desde Internet y para enrutar tráfico dentro, de Internet. Se debe estar completamente seguro de que la cantidad de tráfico y rutas no saturará la red. Dos consideraciones importantes en el diseño de BGP son la necesidad de enlaces redundantes hacia Internet, llamados multihoming, y controlar cuánto tráfico de enrutamiento se quiere recibir desde Internet. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-M A 205 Multihoming En organizaciones modernas la falta de conectividad a Internet puede llevar a la pérdida de conectividad a determinados servidores y páginas Web hasta la pérdida de telefonía IP. Internet contiene una cantidad enorme y variada de tráfico y de igual manera importante, es por lo tanto una tarea de los administradores poseer una solución a la falta de conectividad hacia Internet. Las conexiones redundantes son la solución a la pérdida de un enlace. Esta solución es conocida como multihoming. La idea del funcionamiento de multihoming es que ante el fallo de un enlace active un segundo enlace hacia Internet. Si estos dos enlaces pueden estar activos a la vez proporcionará una mayor efectividad en la conexión a Internet, mayor rendimiento y redundancia. El balanceo de carga en BGP a través de múltiples enlaces o diferentes AS son las políticas de configuración del protocolo. Multihoming podría efectuar múltiples conexiones al mismo ISP o a ISP diferentes. Conectado a más de un ISP puede generar algunos de los siguientes problemas: 1. El espacio de direccionamiento es advertido de forma incorrecta por el proveedor. 2. Las nu s que se advierten o las rutas externas de las que depende la red son advertidas con diferentes máscaras. Debido a que las más específicas serán siempre utilizadas, no se tendrán en cuenta los atributos de BGP. 3. Cuando la conexión es a más de un ISP, el AS puede llegar a ser un sistema autónomo de tránsito entre esos ISP. Esto es rechazado debido a que no es conveniente que el AS tenga tráfico ajeno al propio sistema autónomo. Generalmente el ISP es capaz de tratar con este tipo de problemas y configurará su red para protegerse, aun así no se puede confiar plenamente en que su parte esté bien configurada. También es importante el contacto entre los dos ISP implicados para que puedan planificar los cambios necesarios.' Información de enrutamiento desde Internet Al conectarse a Internet es necesario planificar qué actualizaciones serán enviadas y recibidas desde el mundo exterior. Existen tres formas de conectarse a Internet: www.FreeLibros.com 206 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo 1. Aceptar sólo rutas por defecto desde todos los ISP. En este caso los consumos de recursos serán muy bajos y la selección de rutas se hará utilizando el router BGP más cercano. 2. Aceptar algunas rutas más las rutas por defecto desde los ISP. En este caso el consumo de recursos de memoria y CPU será medio. El router seleccionará la ruta específica y si no la conoce lo hará a través del router BGP más cercano. 3. Aceptar todas las rutas desde todos los ISP, en este caso el consumo de recursos es alto pero en contra posición siempre se elegirá la ruta más directa. La manera más fácil de conectarse a Internet es tomar rutas por defecto desde todos los proveedores, proporcionando una ruta redundante en caso de que la principal falle. Si sólo se recibe una ruta de cada proveedor la utilización de memoria y CPU es muy baja. El punto negativo es que no siempre se elegirán los caminos más cortos, el tráfico se dirigirá simplemente hacia el router frontera más cercano. Si las necesidades de la organización no son exigentes, este tipo de conexión es la adecuada. El caso completamente opuesto al anterior es tomar todas las rutas que llegan desde los proveedores, obteniendo el mejor enrutamiento posible. Sin embargo los recursos consumidos son altos. La tabla de enrutamiento de Internet puede contener 300.000 rutas en constante crecimiento (200.000 rutas consumen unos 200 MB de memoria). La sincronización de la tabla y la recepción de actualizaciones consumen ciclos de procesador y capacidad en la red. Normalmente este tipo de conexión es soportada por los ISP en cuyo caso los dispositivos (Cisco GSR 12000) son capaces de soportar todo el tráfico y las tablas completas con altas velocidades de conexión. El término medio a estas dos situaciones será emplear algunas rutas específicas y rutas por defecto hacia el proveedor. De esta forma el tráfico que el router conoce tomará el camino más corto y los destinos desconocidos utilizarán las rutas por defecto hacia el router frontera más cercano. La elección de alguna de estas tres opciones es importante pero no permanente, las configuraciones siempre pueden adaptarse a los requerimientos de la organización. Sincronización Cuando un AS proporciona un sistema de tránsito para otros AS y tiene router que no son BGP, el tráfico de tránsito podría ser descartado si los routers intermediarios que no ejecutan BGP desconocen esas rutas. La regla de BGP de sincronización dice que si un sistema autónomo proporciona un servicio de tránsito www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP © RA-MA 207 a otro sistema autónomo, BGP no debería anunciar más rutas hasta que todos los routers dentro de ese AS hayan aprendido acerca de esa ruta vía un IGP. La siguiente figura muestra un ejemplo de la sincronización: El router C envía actualizaciones acerca de la ruta 170.10.0.0 hacia el router A; el router A y el router B están ejecutando IBGP (Internal BGP). El router B recibe actualizaciones acerca de la red 170.10.0.0 vía IBGP, si el router B quiere alcanzar la red 170.10.0.0, enviará el tráfico hacia el router E. Si el router A no redistribuye la red 170.10.0.0 dentro de un IGP, el router E desconoce que la ruta 170.10.0.0 existe, por lo tanto descartará los paquetes. Si el router B advierte al AS 400 que puede alcanzar dicha red antes de que el router E aprenda sobre dicha red vía un IGP, el tráfico que viene desde el router D hacia el router B con destino 170.10.0.0 pasará por el router E y será descartado. Esta situación es controlada con la regla de sincronización de BGP, la cual dice que un sistema autónomo, en este caso ÁS 100, pasa tráfico desde un AS hacia otro y no advertirá una ruta antes de que todos los routers dentro del AS 100 hayan aprendido esa ruta vía un IGP. En este caso el router B espera hasta aprender sobre la red 170.10.0.0 vía un IGP antes de enviar las actualizaciones al router D. Hay casos en los que es preferible deshabilitar la sincronización permitiendo que BGP converja más rápidamente, pero en estos casos pueden producirse pérdidas de paquetes. www.FreeLibros.com 208 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Si algunas de las siguientes condiciones se cumplen es posible que sea necesario deshabilitar la sincronización: • El sistema autónomo no pasa tráfico entre sistemas autónomos. • Todos los routers de tránsito ejecutan BGP. La siguiente figura es un ejemplo de una topología donde es posible deshabilitar la sincronización: La siguiente sintaxis muestra cómo deshabilitar la sincronización dentro del modo de enrutamiento: Router(config-router)# no synchronization En las versiones actuales de IOS la sincronización viene deshabilitadá por defecto, para habilitarla se utiliza el siguiente comando: R o u t e r (c onfig-router)# synchronization Complementariamente existen otras maneras opcionales de solventar el problema de la sincronización como por ejemplo los routers reflectórs, las confederaciones o MPLS. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP © RA-MA 209 ESTADOS DE BGP Los estados que toma BGP son los siguientes: • Idle, durante este estado el router esta buscando a los vecinos, técnicamente BGP espera una fase llamada start. Este evento puede ser iniciado por un administrador o por el sistema BGP. Un administrador estableciendo una sesión BGP o reseteando una sesión que ya existe causa un evento start. • Connect, BGP espera que se complete la conexión del protocolo de transporte, en este caso TCP puerto 179. Si la conexión de TCP se realiza satisfactoriamente, el estado pasa a la fase open sent. En el caso de que no sea satisfactoria el estado cambiará a active. • Active, intenta establecer una vecindad iniciando la conexión a través del protocolo de transporte. En caso de que lo consiga pasará al siguiente estado, open sent. Cuando el temporizador connect retray expira BGP lo reinicia y vuelve al estado connect. Si un router permanece entre los estados connect y active revela que la conexión TCP no se puede establecer. El estado active indica que el router esta intentando iniciar la sesión TCP. • Open Sent, en este estado BGP espera los mensajes open del vecino, estos mensajes son chequeados para verificar que los datos son correctos, que las versiones de BGP sean las debidas como así también el número del sistema autónomo. • Open Confirm, BGP espera los mensajes keepalive, si recibe estos mensajes de su vecino entonces la sesión pasa al siguiente estado. • Established, es el estado final y el necesario para que BGP comience a funcionar, se intercambien rutas, actualizaciones o keepalives. Cuando un router permanece todo el tiempo en el estado idle será necesario verificar la existencia de un salto hacia el vecino con el que se quiere establecer la vecindad. Si el estado es permanentemente active habrá que verificar la existencia de un firewall que tenga el puerto TCP 179 abierto. www.FreeLibros.com 210 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo El siguiente ejemplo muestra el estado de un router BGP: Router# show ip bgp neighbors BGP neighbor is 10.1.1.1, remóte AS 100, external BGP versión 4, remóte router ID 172.31.2.3 BGP state = Established, up for 00:19:10 CONFIGURACIÓN DE BGP Comandos básicos BGP ha sido diseñado para conectar diferentes sistemas autónomos entre sí. Los pasos para habilitar BGP consisten en identificar el sistema autónomo e identificar a los vecinos y su correspondiente sistema autónomo. La configuración también debe incluir las redes que se quieren anunciar. Para iniciar el proceso BGP se utiliza la siguiente sintaxis: Router(config)# router bgp autonomous-system-number A diferencia de muchos otros protocolos BGP sólo puede ejecutar un proceso en cada router. Al intentar configurar más de un proceso BGP el router mostrará el número de proceso que se está ejecutando actualmente. Identificando vecinos y definiendo peer-groups BGP no se conecta a otros routers de manera automática, hay que predefinirlos. El comando neighbor es utilizado para definir cada uno de los vecinos y su correspondiente sistema autónomo. Si el AS del vecino es el mismo que el local, habrá una conexión IBGP (Internal BGP); si el vecino posee un AS diferente, la conexión es EBGP (External BGP). Una vez que los vecinos son definidos habrá mas comandos dentro del comando neighbor que se utilizarán para definir las políticas del filtrado de rutas etc. La siguiente sintaxis muestra la configuración del comando neighbor: Router(config-router)# neighbor ip-address remote-as autonomous-system-number Listar a los vecinos y sus políticas asociadas puede resultar muy pesado. Todos estos grandes bloques de configuración son difíciles de interpretar y de resolver fallos en la red. El concepto del peer-group ayuda a solventar estos problemas. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-MA 211 Un peer-goup es un grupo de vecinos que comparten la misma política de actualizaciones. Los routers son listados como miembros del mismo peer-group de tal manera que las políticas asociadas con el grupo lo serán también del router. De esta forma las políticas son aplicadas a cada vecino aunque también se pueden definir parámetros individuales personalizando a cada uno de los vecinos, además de aplicar una regla general propia del peer-group. Los peer-group además de reducir la configuración ayudan a liberar al router de sobrecarga. Si cada vecino es configurado individualmente, entonces el proceso de actualizaciones de BGP tiene que ejecutarse separadamente para cada uno de ellos. Si múltiples vecinos son configurados como un grupo, el proceso de actualizaciones se ejecuta una vez enviando la misma actualización para todos los miembros del grupo. Para que esto resulte adecuadamente los miembros del grupo deben ser internos o externos. El comando neighbor peer-group-name es utilizado para crear el peergroup y asociar a los peer dentro de un sistema autónomo. Una vez que el peergroup ha sido definido los miembros son configurados con el comando neighbor peer-group. R o u t e r (config-router)# neighbor peer-group-name peer-group Router(config-router )# neighbor ip-address / peer-group-name remote-as autonomoussystem-number neighbor ip-address group-name Router(config-router )# peer-group peer- La siguiente sintaxis muestra la configuración básica con tres vecinos: Router(config)# router bgp 200 Router(config-router)# neighbor 190.55.5.2 remote-as 200 Router(config-router)# neighbor 190.55.5.3 remote-as 200 Router(config-router)# neighbor 190.55.5.4 remote-as 200 El siguiente es un ejemplo de configuración de peer-group: Router(config)# router Router(config-router)# Router(config-router)# Router(config-router)# Router(config-router)# Router(config-router)# bgp 200 neighbor neighbor neighbor neighbor neighbor Nom-AS peer-group 190.55.5.2 peer-group Nom-AS 190.55.5.3 peer-group Nom-AS 190.55.5.4 peer-group Nom-AS Nom-AS remote-as 200 El comando neighbor también puede ser utilizado para deshabilitar un peer. Normalmente un peer es deshabilitado durante una ventana de mantenimiento o para prevenir caídas y subidas en un enlace. www.FreeLibros.com 212 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Router(config-router)# neighbor shutdown ip-address \ peer-group-name El ejemplo que sigue muestra la configuración básica de los comandos requeridos para que BGP funcione entre sistemas autónomos. Según muestra la topología el router A en el AS-200 está conectado a los routers en los AS-300, AS400, AS-500 y AS-600. RouterA(config)# interface SerialO/O.l RouterA(config-int)# ip address 190.55.5.201 255.255.255.252 I RouterA(config)# interface Serial0/0.2 RouterA(config-int)# ip address 190.55.5.205 255.255.255.252 i RouterA(config)# interface Serial0/0.3 RouterA(config-int)# ip address 190.55.5.209 255.255.255.252 i RouterA(config)# interface SerialO/O.4 RouterA(config-int)# ip address 190.55.5.213 255.255.255.252 i RouterA(config)# router RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# RouterA(config-router)# bgp 200 neighbor neighbor neighbor neighbor 190.55.5.202 190.55.5.206 190.55.5.210 190.55.5.214 remote-as remote-as remote-as remote-as www.FreeLibros.com 300 400 500 600 CAPÍTULO 6. BGP ©RA-MA 213 Dirección IP de origen Los vecinos de BGP interno no tienen que estar directamente conectados, normalmente un IGP es responsable del enrutamiento dentro del AS de tal forma que los routers que ejecutan BGP pueden alcanzarse mutuamente a través del enrutamiento proporcionado por el IGP. En la siguiente figura el router A tiene varias direcciones IP. Los routers A y B forman paridad y se encuentran directamente conectados por medio de la red 172.16.1.0, pero si el enlace se cae la interfaz del router B dejaría de responder, incluso cuando el router B está directamente conectado al router C, no sabría que hacer debido a qué la dirección configurada para el peer esta caída. Sin embargo si el peering se establece mediante direcciones de loopback el problema puede solventarse porque a pesar de que el enlace podría caerse, el router B enviará el tráfico a través del router C. Para la configuración de este ejemplo hay que tener en cuenta que se han utilizado las dicciones de loopback en el IGP. Otro problema que surge es que cuando BGP crea tráfico la dirección IP de origen es la de la interfaz de salida, en el router B el tráfico hacia el router A tomaría el camino directo desde la interfaz 172.16.1.2, pero si el enlace falla el tráfico redireccionará desde la dirección IP 175.16.3.1. Esta nueva dirección de origen no encaja con la definida como peer, por lo tanto la conexión será rechazada. Para permitir caminos redundantes el vínculo de origen tiene que ser el mismo que el vecino espera. La sintaxis del comando en la siguiente: Router(config-router)# neighbor update-source interface■ www.FreeLibros.com ip-address | peer-group-name 214 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo La configuración de los routers A y B está en la siguiente sintaxis: Router A : RouterA(config)# router bgp 100 RouterA(config-router)# neighbor 100.10.1.2 remote-as 100 RouterA(config-router)# neighbor 100.10.1.2 update-source loopbackO Router B : RouterB(config)# router bgp 100 RouterB(config-router)# neighbor 100.10.1.1 remote-as 100 RouterB(config-router)# neighbor 100.10.1.1 update-source loopbackO Ambos routers establecen el peering hacia las direcciones de loopback de sus vecinos y originan tráficos desde sus propias loopback permitiendo de esa manera redundancias. Los routers BGP externos normalmente no utilizan ningún protocolo de enrutamiento haciendo peering con direcciones directamente conectadas. Por defecto los paquetes EBGP poseen un valor de TTL igual a uno, lo que previene que puedan viajar a más de un salto. Sería posible crear un modelo de redundancia en el ejemplo anterior, pero es necesario que se cumplan las siguientes condiciones: • Tiene que existir una ruta hacia ambas direcciones por donde se establecerá el peer. • Debe ajustarse el TTL para que sea capaz de atravesar el número necesario de saltos. Para modificar el TTL por defecto en las conexiones externas se utiliza el siguiente comando: Router(config-router)# neighbor ip-address \ peer-group-name ebgp-multihop hops Forzando la dirección del próximo salto Un next hop de BGP es el punto de entrada al sistema autónomo. Normalmente el próximo salto es la dirección del router frontera, pero hay diversas situaciones donde debe cambiarse. Las rutas recibidas desde vecinos externos serán advertidas con próximo salto, con una dirección externa los vecinos internos www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-MA 215 podrían no reconocerla como una dirección válida. El comando next-hop-self permite al router sustituir su dirección interna de tal manera que los vecinos internos entenderán cómo alcanzar la dirección del próximo salto. La siguiente sintaxis muestra la configuración de este comando: R o u t e r (config-router)# neighbor {ip-address | peer-group} next-hop-self Definiendo las redes que serán anunciadas El comando network configura las redes que van a ser originadas por este router. Hay una diferencia notable entre el uso del comando network en BGP y en otros protocolos de enrutamiento. Con este comando no se identifican las interfaces que van a ejecutar BGP, sino que se identifican las redes que se van a propagar. Se pueden utilizar múltiples comandos network, tantos como se requiera. El parámetro de la máscara es muy útil en BGP puesto que puede funcionar con subnetting y supemetting. La sintaxis del comando es la siguiente: Router(config-router)# network network-number mask network-mask Agregación de rutas Para agregar o sumarizar rutas en un dominio de BGP se utiliza el siguiente comando: Router(config-router)# aggregate-address ip-address mask [summary-only] [as-set] En el caso de que se configure el parámetro summary-only todas las rutas más específicas serán eliminadas propagándose solamente la sumarización de éstas. Esto es opcional dependiendo de la topología existente pero aun así es conveniente enviar la sumarización para evitar enviar demasiados prefijos. Cuando se utiliza el parámetro as-set todos los sistemas autónomos que han sido atravesados serán almacenados en el mensaje update. El siguiente ejemplo muestra la configuración de BGP utilizando el comando aggregate-address, con el parámetro summarization. Las rutas con un prefijo mayor que /16 serán sumarizadas. De esta forma la ruta 10.10.35.8/29 no es vista en las actualizaciones update debido a que está sumarizada dentro de la red 10.20.0.0/16. Cualquier otra ruta que no esté sumarizada dentro de esa actualización será listada individualmente. La sumarización reduce sobrecarga en la red y simplifica la administración de la misma. www.FreeLibros.com 216 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Router(config)# interface SerialO Router(config-int)# ip address 10.255.255.201 255.255.255.224 Router(config)# router bgp 100 Router(config-router)# network 10.10.35.8 255.255.255.252 Router(config-router)# network 10.10.27.0 255.255.255.0 Router(config-router)# network 10.10.100.0 255.255.2550.0 Router(config-router)# aggregate-address 10.10.0.0 255.255.0.0 summary-only Router(config-router)# neighbor 10.255.255.202 remote-as 200 Router(config-router)# neighbor 10.255.255.202 next-hop-self Router(config-router)# neighbor 10.255.255.206 remote-as 300 Router(config-router)# neighbor 10.255.255.206 next-hop-self Autenticación La autenticación es una parte importante en BGP sobretodo para proveedores de servicios (ISP). Sin autenticación estos ISP estarían expuestos a múltiples ataques desde Internet. La autenticación de BGP consiste en abordar una clave o contraseña entre los vecinos de tal manera que se envíe un hash MD5 con cada paquete BGP. Esta autenticación es muy simple de configurar y asocia la contraseña con el vecino: Router(config-router)# neighbor ip-address password password VERIFICACIÓN DE BGP Los comandos show para BGP brindan una información clara acerca de las sesiones de BGP y de las opciones de enrutamiento: • show ip bgp, muestra la tabla de enrutamiento de BGP. • show ip bgp summary, muestra el estado de las sesiones de BGP y también el número de prefijos aprendidos en cada sesión. • show ip bgp neighbors, muestra la información de la conexión TCP hacia los vecinos, así como el tipo y número de mensajes BGP que están intercambiándose con cada vecino. Cuando la conexión se establece los vecinos intercambian actualizaciones. • show processes cpu, muestra los procesos activos y se usa para identificar los procesos que consumen demasiados recursos, pueden ordenarse por cantidad de recursos consumidos. Otro comando de gran utilidad es el debug, como todos estos comandos debe utilizarse con la debida precaución. Mostrará la información real de los eventos que se están ejecutando: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-M A Router# debug ip bgp [dampening | events 217 | keepalives | updates] El Route dampening es un mecanismo para identificar la inestabilidad causada por caídas aleatorias de rutas o flapping. Cuenta la cantidad de veces que una ruta determinada cae aplicando una penalización a cada una de estas caídas. De esta manera BGP puede ignorar esas rutas para utilizar las rutas más estables. Reestableciendo la vecindad Luego de configurar cambios en BGP a veces es necesario hacer un hard reset que significa resetear la sesión TCP entre ambos vecinos. Se ejecuta con el siguiente comando: Router(config-router )# clear ip bgp {* | address}[soft [in|out]] Este comando desconecta la sesión entre vecinos y la reestablece con la nueva configuración que ha sido aplicada. BGP solamente intercambia rutas cuando la relación de vecindad ha sido establecida. A partir de ese momento si los vecinos cambian las políticas, como por ejemplo una nueva lista de distribución, el único medio para propagar los cambios sin reiniciar el router es resetear la sesión TCP. Este reinicio puede generar algunos de estos problemas: • El reinicio de la sesión tarda bastante tiempo en reestablecerse e interrumpe el tráfico mientras se está iniciando nuevamente. • Al resetear la sesión los routers lo pueden detectar como una caída de un enlace, pudiendo causar que los pares se desasocien. • Al resetear la sesión la tabla de enrutamiento debe ser enviada por completo nuevamente, generando mucho tráfico. Existe una alternativa al hard reset que es un reinicio de sesión menos violento. El soft reset no interrumpe el enrutamiento ni causa flapping. Pueden configurarse tanto para conexiones entrantes como salientes.' La siguiente sintaxis muestra la configuración de un soft reset de salida: Router(config-router )# clear ip bgp {* | address} soft out Un soft reset le indicará al router local que debe enviar su tabla de enrutamiento BGP completa hacia el vecino pero haciéndolo de tal manera que la sesión TCP que hay entre ambos no caiga. De esta forma los cambios en la política de enrutamiento en dirección hacia el vecino saliente son enviados. www.FreeLibros.com 218 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Hay casos en los que se requiere que el vecino envíe sus anuncios siguiendo este sistema, pero la única manera de hacerlo es a través del administrador para que ejecute dicho comando en su router. El reseteo suave de entrada permite simular la recepción de una actualización. Para poder ejecutarlo en el router local debe existir una copia no procesada de la actualización del vecino. El comando soft-reconfiguration-inbound debe estar pre-configurado para el vecino, como se expone en la siguiente sintaxis. El router guardara dos copias de ese anuncio, antes y después de procesar: Router(config-router)# neighbor ip-address soft-reconfiguration inbound Asumiendo que esta capacidad está disponible, se podrá repetir un anuncio previamente guardado, por ejemplo se podría forzar una actualización desde el vecino a través de los nuevos filtros utilizando el siguiente comando: Router(config-router)# clear ip bgp ip-address soft in Cada vez que se utilice el comando soft se le está indicando al router que no cierre la sesión TCP. ATRIBUTOS DE BGP Las rutas aprendidas vía BGP llevan asociados ciertos atributos que sirven para determinar qué rutas son la mejor opción hacia un destino y si existen varios caminos hacia ese destino en particular. Para diseñar redes robustas con BGP hay que comprender cómo los atributos de BGP influyen en el proceso de selección de rutas. La siguiente tabla muestra los atributos BGP soportados en IOS: Atributo Categoría Descripción Aggregator Optional, transitive ID y AS del router que lleva a cabo la sumarización. No se usa en el proceso de selección de caminos. AS_Path Well-known, mandatory Lista de todos los AS a través de los cuales ha pasado. Se prefiere el más corto. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 6. BGP Atomic aggregate Well-known, discretionary Al generar una sumarización envía los AS de las rutas que componen dicha sumarización. No se usa en el proceso de selección de caminos. Cluster ID Optional, nontransitive Identifica un clúster, Route Reflectors. No se usa en el proceso de selección de caminos. Community Optional, transitive Etiqueta prefijos. No se usa en el proceso de selección de caminos. Local preference Well-known, discretionary Indica el nivel de preferencia para alcanzar prefijos externos a través de los routers internos. Se prefiere el valor más alto. Múltiple Exit Discriminator (MED) Optional, nontransitive Indica a vecinos externos qué camino usar para alcanzar prefijos. Next Hop Well-known, mandatory Peer externo en el AS vecino. No se usa en el proceso de selección de caminos. Origin Well-known, mandatory Código de origen. Preferidos en este orden: (i) IGP, (e) EGP, (?) Incomplete. Originator ID Optional, nontransitive Identifica al Route Reflector. No se usa en el proceso de selección de caminos. Weight Optional, not communicated to peers Propietario de Cisco. Se prefiere el más alto. 219 Es posible que BGP pueda recibir varios anuncios para la misma ruta desde diferentes orígenes. BGP solamente selecciona un camino como el más adecuado; una vez que dicho camino es seleccionado BGP lo pone en la tabla de enrutamiento y lo propaga a sus vecinos. El proceso de selección de rutas completo de BGP sigue el siguiente orden: 1. Se prefiere el camino con el weight más alto. Este atributo es propietario de Cisco y es local al router en el que se configura. www.FreeLibros.com 220 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo 2. Se prefiere el camino con local_pref más alto. Por defecto toma un valor de 100 pero es posible modificarlo. 3. Se prefieren caminos originados localmente vía el comando network o aggregate, o mediante redistribución desde un IGP. Los caminos locales originados por el comando network o redistribute son preferidos sobre los localmente agregados usando el comando aggregate-address. 4. Se prefiere el camino con el asjpath más corto. • Este paso es omitido si el comando bgp bestpath as-path ignore está configurado. • Un as_set cuenta como 1, no importa cuántos AS haya en el “set”. • Los as_confed_sequence y as_confed_set no están incluidos en la longitud del asjpath. 5. Se prefiere el camino con el origin más bajo, donde IGP<EGP. 6. Se prefiere el camino con la med más baja. Por defecto es 0. 7. Se prefieren caminos EBGP sobre caminos IBGP. Si se trata de un camino EBGP continúa en el paso 9. 8. Se prefiere el camino a través del IGP con la menor métrica hacia el next hop de BGP 9. Determinar si se requiere instalar múltiples caminos en la tabla de enrutamiento para BGP Multipath. 10. Cuando ambos caminos son externos se prefiere el que fue recibido primero (el más antiguo). Esto minimiza el flapping de rutas. Hay que omitir este paso si se cumple alguna de las siguientes condiciones: • Está habilitado el comando bgp best path compare-router-id. • El router ID es el mismo para múltiples caminos porque las rutas fueron recibidas desde el mismo router. • No existe un “best path” actualmente. 11. Se prefiere la ruta que viene desde el router BGP con el router ID más bajo. En caso de que el camino contenga atributos de Route Reflectors RR el originator ID es substituido por el router ID en el proceso de selección de rutas de BGP. 12. Si el originator o router ID es el mismo para múltiples caminos, preferimos el camino con la lista de clúster de menor longitud. Esto solamente está presente en entornos con RR. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 6. BGP 221 13. Se prefiere el camino que viene desde el vecino con la dirección IP más baja correspondiente a la usada durante el establecimiento de la sesión TCP, es decir, la que figura en la configuración del vecino. Existen tres conceptos fundamentales para la configuración de BGP • La regla de sincronización • Comportamiento de horizonte dividido en BGP • La selección de caminos BGP Controlando la selección de caminos de BGP El propio sistema que BGP utiliza para controlar la selección de rutas es bastante sofisticado habrá momentos en que el administrador tendrá que influir en ese comportamiento modificando los atributos del protocolo. Existen muchos métodos para influenciar la selección de caminos en BGP, pero los route-maps son los más utilizados. Los cuatro principales atributos qué se suelen modificar son Weight, Local-Preference, MED y AS-path prepending. Los dos primeros se modifican para influenciar cómo sale el tráfico del AS y los siguientes indicarán a otros AS cómo se prefiere que ellos alcancen al AS local. Uso del atributo Weight Este atributo es propietario de Cisco, selecciona la interfaz de salida cuando existen múltiples rutas hacia un mismo destino. Cuanto más alto es el valor, mayor preferencia. Este atributo es local al router y no se propaga hacia los demás routers. Este atributo es extremadamente potente, porque es el primero que BGP utiliza en el proceso de selección y toma preferencia sobre cualquier otro. Para configurarlo se utiliza el siguiente comando: Router(config-router)# neighbor {ip-address. | peer-groupname} weight weight El Weight puede tomar valores entre 0 y 65535, por defecto es 0 a menos que el router esté originando la ruta, en cuyo caso el peso por defecto será 32768. La figura que sigue ilustra el uso del atributo Weight y la sintaxis muestra cómo es elegida la ruta a través del router Madrid. El Weight ha sido modificado en el router Burgos haciendo preferible el camino a través del router Madrid sin importar cuál sea la red que se está tratando de alcanzar. www.FreeLibros.com 222 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El mejor camino para llegar a la red 130.16.0.0 es a través del router León, pero finalmente y por los cambios efectuados será a través de Madrid. Burgos(config)# router Burgos(config-router)# Burgos(config-router)# Burgos(config-router)# Burgos(config-router)# bgp 100 bgp log-neighbor>changes neighbor 167.55.191.3 remote-as 100 neighbor 167.55.199.2 remote-as 100 neighbor 167.55.199.2 weight 200 Uso del atributo Local-Preference Este atributo es fácil de configurar: puede hacerlo por defecto o por prefijo. La sintaxis es la siguiente: Router(config-router)# bgp default local-preference valué El atributo Local-Preference tiene un rango entre 0 y 4294967295, cuanto más alto el valor mayor preferencia. Por defecto lleva un valor de 100. El siguiente ejemplo está basado en la siguiente figura, el atributo LocalPreference está configurado en el router Madrid con un valor de 200 y se propaga en todas las actualizaciones a todos los peers. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP ©RA-MA 223 El valor de Local-Preference esta configurado a 100 en el router León y se propaga a todos los peers. Cuando el router Burgos deba decidir quá ruta utilizar para llegar a la red 130.16.0.0 el Local-Preference más alto dicta que Madrid es la mejor salida desde el AS. Madrid(config)# router bgp 100 ¡ Madrid(config-router)# bgp default local-preference 200 Madrid(config-router)# aggregate-address 167.55.0.0 255.255.0.0 summary-only Madrid(config-router)# neighbor 100.2.4.4 remote-as 400 Madrid(config-router)# neighbor 100.2.4.4 default-originate i Madrid(config-router)# neighbor 167.55.195.3‘remote-as 100 Madrid(config-router)# neighbor 167.55.199.1 remote-as 100 León(config)# router bgp 100 ¡ León(config-router)# León(config-router)# Leon(config-router)# summary-only León(config-router)# León(config-router)# León(config-router)# bgp default local-preference 100 network 167.55.0.0 aggregate-address 167.55.0.0 255.255.0.0 neighbor 100.2.3.2 remote-as 300 neighbor 167.55.191.1 remote-as 100 neighbor 167.55.195.2 remote-as 100 www.FreeLibros.com 224 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo La Local-Preference también puede ser aplicada por prefijos. Aunque existen varios métodos para modificar las rutas los route-maps son los más utilizados. Para cambiar los parámetros de los route-maps simplemente se modifica el parámetro en el comando neighbor: Router(config-router)# neighbor {IP | peer group} route-map route-map ñame {in|out} La siguiente sintaxis muestra un route-maps aplicada a todas las rutas redistribuidas desde un peer. Las rutas son comparadas con una ACL y las que son permitidas adquieren una Local-Preference de 500. La línea 20 no tiene sentencia match por lo tanto aplica a todo el resto de las rutas. Las rutas denegadas adquieren un Local-Preference de 50. Lisboa(config)# router bgp 100 Lisboa(config-router)# neighbor 10.5.5.25 remote-as 100 Lisboa(config-router)# neighbor 10.5.5.25 route-map example_LP in Lisboa(config-router)# exit Lisboa(config)# access-list 5 permit 10.1.1.0 0.0.0.255 Lisboa(config)# route-map example_LP permit 10 Lisboa(config-rmap)# match ip address 5 Lisboa(config-rmap)# set ip local-preference 500 Lisboa(config)# route-map example_LP permit 20 Lisboa(config-rmap)# set ip local-preference 50 Uso del atributo MED Este atributo es advertido a los vecinos externos para influenciarlos en el sentido de cómo van a poder alcanzar a nuestro sistema autónomo, es decir, que se modifica el tráfico de entrada hacia nuestro AS. Por ejemplo cuando existen enlaces redundantes hacia un ISP y se necesita que el tráfico fluya sobre el enlace con mayor capacidad. Con el Weight o con el Local-preference se puede controlar cómo los routers locales envían tráfico fuera del sistema autónomo, pero los vecinos externos no reciben esa información. Si se configura el atributo MED para que sea más bajo en uno de los caminos, éste será elegido por los vecinos pera enviar tráfico hacia el AS local. MED es un atributo opcional y transitivo, cuanto menor sea tendrá mayor preferencia, por defecto el valor de MED es 0. La sintaxis de configuración del atributo MED es la siguiente: Router(config-router)# default-metric valué www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP © r a -m a 225 El ejemplo que sigue muestra un route-map anunciado hacia un peer. En primer lugar las rutas son comparadas con una ACL y las rutas permitidas llevarán una métrica de 500, la línea 20 del route-map no incluye una sentencia match por lo tanto todas las demás rutas que sean denegadas por la ACL llevarán una métrica de 5000. Router(config)# router bgp 100 Router(config-router)# neighbor 10.6.6.36 remote-as 200 Router(config-router)# neighbor 10.6.6.36 route-map med_rm out Router(config-router)# exit Router(config)# access-list 5 permit 10.1.1.0 0.0.0.255 R o u t e r (config)# route-map med_rm permit 10 Router(config-rmap)# match ip address 5 R o u t e r (config-rmap)# set metric 500 R o u t e r (config)# route-map med_rm permit 20 Router(config-rmap)# set metric 5000 Uso del atributo AS-path El atributo AS-path prepending es del tipo Well-known y obligatorio para todas las actualizaciones. Es el mecanismo que BGP utiliza para detectar bucles de enrutamiento y que además es el sistema para decidir que ruta es la más corta. Mientras más AS sean atravesados peor será el camino, siempre se utilizará el ASpath más corto. EL AS-path que se envía a un vecino puede modificarse utilizando un route-map de esta forma se puede replicar el AS local para conseguir establecer caminos menos preferidos que otros. Router(config)# router Router(config-router)# Router(config-router)# Router(config-router)# Router(config-router)# bgp 65005 neighbor 193.0.0.2 remote-as 65100 neighbor 193.0.0.2 route-map prepend out route-map PREPEND permit 10 set as-path prepend 65005 65005 65005 VERIFICACIÓN DE LOS ATRIBUTOS El comando show ip bgp muestra los atributos, los valores y el estado. Es un buen comando para verificar la configuración y los cambios efectuados y para administrar el flujo del tráfico desde y hacia nuestro AS. Los siguientes ejemplos muestran dos show ip bgp basados en los casos anteriores, observe el cambio del Weight a 200 en el segundo ejemplo y su efecto en la red. www.FreeLibros.com 226 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Chicago# show ip bgp BGP table versión is 22, local router ID is 192.168 .0.231 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure Origin codes: i - IGP, e - EGP , ? ñ incomplete Metric LocPrf Weight Path Network Next Hop 0 400 I 0 100 100.2.4.4 *>i4.0.0.0 0 100 0 300 I *>i5.0.0.0 100.2.3.2 0 100 0 300 I *>il00.2.3.0/29 100.2.3.2 0 100 0 400 I *>il00.2.4.0/29 100.2.4.4 0 100 0 300 I 100.2.3.2 *>il30.16.0.0 0 I 281600 100 167.55.191. 3 r>il67.55.0.0 Chicago# show ip bgp BGP table versión is 8, local router ID is 192.168. 0.231 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,r RIB-failure Origin codes: i - IGP, e - EGP , ? — incomplete Metric LocPrf Weight Pat,h Network Next Hop 0 100 200 400 i *>i4.0.0.0 100.2.4.4 0 100 0 300 i *>i5.0.0.0 100.2.3.2 0 100 0 300 i *>il00.2.3.0/29 100.2.3.2 0 100 200 400 i *>il00.2.4.0/29 100.2.4.4 100 200 400 500 300 i 100.2.4.4 *>il30.16.0.0 0 100 0 300 i * i 100.2.3.2 281600 100 0 i r>il67.55.0.0 167.55.191. 3 Campo Descripción BGP table versión Número interno de la versión de la tabla. Se incrementa cuando la tabla cambia. local router ID La dirección IP usada como BGP ID. status codes El estado se muestra al principio de cada línea y puede tomar estos valores: • s - suprimido • * - válido • > - mejor entrada para esa red • i - aprendida via iBGP • d - dampening ha sido aplicado www.FreeLibros.com CAPÍTULO 6. BGP .-MA El código de origen está situado al final del ASpath. Puede ser uno de los siguientes valores: • Origin • • i - La red ha sido advertida usando el comando network. e - La red ha sido originada desde EGP (actualmente no se usa). ? - La red ha sido redistribuida en BGP. Network Un prefijo. Next hop IP del primer vecino externo en el camino. Si es 0.0.0.0 indica que la ruta ha sido auto originada. Metric Atributo de BGP usado para influenciar el tráfico de vuelta. Por defecto es 0. LocPrf Atributo de BGP usado para indicar al AS qué router usar para salir hacia otro AS. Por defecto es 100. Weight Atributo de BGP para indicar al router qué camino tomar para llegar al destino. Es propietario de Cisco y es local al router. Path Sistemas Autónomos que hay hacia el destino. Puede haber una entrada en este campo por cada AS que haya que atravesar. www.FreeLibros.com 227 www.FreeLibros.com Capítulo 7 MULTICAST INTRODUCCIÓN A MULTICAST Tipos de direcciones IP En una red IP pueden existir tres tipos de direccionamiento: • Unicast, los paquetes son enviados desde un origen hacia un sólo destino. • Broadcast, los paquetes son enviados con un direccionamiento de difusión. • Multicást, los paquetes son enviados a una dirección especial de grupo. Unicast: los paquetes unicasts son enviados a una dirección específica. Cuando se envía información a un determinado grupo será necesario hacerlo a cada uno de los componentes de dicho grupo, lo que provoca un consumo de ancho de banda. Unicast es enviado por un router o por un switch de capa 3 que encuentra en su tabla de direccionamiento la dirección IP. Un switch de capa 2 confia en la dirección MAC del destino. El envió unicast está habilitado por defecto, es el más común de los tres tipos de direccionamiento. Broadcast: es la manera de comunicar exactamente la misma información a todo un grupo. Los broadcasts son transmitidos al medio y recibidos por todos los dispositivos. Existen protocolos de enrutamiento que utilizan broadcasts para distribuir la información de enrutamiento. En lugar de requerir varios paquetes www.FreeLibros.com 230 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo unicast simplemente se envía un paquete que alcanza a todos los dispositivos. Los broadcasts son útiles además, para cuando se quiere enviar una información a un destino desconocido. DHCP utiliza broadcast para asignar direcciones unicast. Las NIC están programadas para escuchar todo el tráfico y de esa manera reconocer el tráfico que está destinado a la propia dirección local MAC o la dirección MAC de broadcast y enviar las tramas a las capas superiores. El problema de los broadcasts es que deben ser procesados por la CPU, por ejemplo, un PC que recibe una actualización de RIP tendrá que procesar el paquete para comprender que no está interesado en el mismo. Los broadcasts en ethemet son enviados a la dirección MAC reservada ffff.ffff.ffff. Los switches de capa 2 inundan los broadcasts fuera de todos los puertos en la misma VLAN. Los broadcasts en IP están reservados en la dirección 255.255.255.255. Los routers no retransmiten tráfico broadcast por defecto. Multicást: son direcciones de grupo. Un dispositivo IP se une a un grupo reconociendo una dirección IP de otro grupo y reprogramando su tarjeta de red (NIC) para copiar todo el tráfico destinado a la dirección MAC del grupo. Debido a que el tráfico multicást está dirigido a diferentes MAC algunos host prestarán atención mientras que oros lo ignorarán. EIGRP utiliza 224.0.0.10 y la dirección MAC 0100.5E00.000A, los routers prestarán atención a este tráfico pero un PC lo ignorará. Debido a que multicást permite discriminar el tráfico a nivel de la tarjeta de red, es decir, a nivel de enlace de datos, se pierde menos tiempo de procesamiento de dicho tráfico. El tráfico multicást generalmente es unidireccional, hay un origen que envía el tráfico a todos los destinos, mientras que éstos devuelven el tráfico de manera unicast. El tráfico multicást es enviado utilizando el protocolo UDP, por lo tanto no está orientado a la conexión de tal manera que no hay verificación de que los paquetes sean realmente entregados, dejando esta responsabilidad a los destinos o la aplicación. Los host que quieren recibir datos de una dirección origen multicást pueden unirse o dejar el grupo de forma dinámica habilitando la dirección MAC del grupo en su tarjeta de red. Un host puede ser miembro de más de un grupo multicást al mismo tiempo. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 7. MULTICAST 231 El tráfico multicást solamente es procesado por los host que están programados para recibirlo, un router por defecto no reenvía paquetes multicást a no ser que esté habilitado para hacerlo. Por defecto los switch de capa 2 hacen una inundación de todo el tráfico multicást en todos los puertos de la misma VLAN. Vídeo en un escenario IP La siguiente figura muestra una topología en la que el jefe de un departamento de una empresa quiere hablar con los empleados utilizando vídeo sobre IP. Los enlaces Fast Ethernet son de 100 Mbps mientras que los enlaces WAN DS3 son de 45 Mbps. Los Usuarios A, B, C y E quieren atender el pedido pero el usuario D no. Suponiendo que el flujo del vídeo fuera unicast y de 1 Mbps haría falta un camino de 1 Mbps hacia cada uno de los destinos. Los enlaces Fast Ethernet limitarían la cantidad de clientes a un máximo de 100, y los DS3 los limitarían a un máximo de 45 clientes por enlace. Si se utilizara todo el tráfico la red quedaría no disponible para el resto de los empleados. www.FreeLibros.com 232 REDES CISCO. CCNP a Fondo © RA-MA Cuando se reconoce este problema el administrador de la red trata de redistribuir el vídeo utilizando broadcast, pero no logra conexión debido a que los routers no procesan los broadcast, incluso dentro de una LAN los broadcast son problemáticos puesto que llegan a todos los usuarios obligándolos a procesar todo el tráfico. El multicást resolvería esta situación. Un simple flujo multicást podría ser distribuido a todos los usuarios conservando la capacidad de la red. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA 233 El tráfico multicást se puede enrutar, y los usuarios que no desean verlo simplemente lo ignoran para no sobrecargar a los ordenadores. En el peor escenario posible el usuario D estaría recibiendo el tráfico pero la tarjeta lo ignoraría. En el mejor caso posible el switch es lo suficientemente inteligente como para filtrar ese tráfico multicást sabiendo que D no quiere recibirlo. Para ello utilizaría IG M P o CGMP. DIRECCIONAMIENTO MULTICAST Los sistemas finales y tipos de los sistemas intermedios tienen que ser capaces de distinguir el tráfico multicást, unicast y broadcast. Un dispositivo de capa 3 utiliza direcciones reservadas Clase D que van desde la 224.0.0.0 hasta la 239.255.255.255. Los dispositivos de red pueden reconocer rápidamente tráfico multicást porque los primeros 4 bits son siempre 1110. Los dispositivos Ethernet de manera similar tienen direcciones especiales para multicást. www.FreeLibros.com 234 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo El bit de menor orden en el primer byte de una dirección MAC sirve para indicar si es multicást o unicast, si el valor es 1 indica que la trama es multicást. Además de este bit las direcciones IP multicást están mapeadas a un rango específico de direcciones MAC para ayudar a los host a discriminar el tipo de tráfico. Direccionamiento MAC multicást A nivel de capa 2 los dispositivos reconocen tráfico multicást porque cada dirección IP de multicást está asociada a una dirección MAC de 48 bits. Los primeros 24 bits de la dirección MAC corresponden al OUI (Organizationally Unique Identifier) o código de fabricante y comienzan con 0100.5e y el bit número 25 siempre es 0. Los siguientes 23 bits de la dirección MAC son copiados desde los 23 bits más a la derecha de la dirección IP. El siguiente ejemplo muestra el concepto del mapeo de direcciones: IP 2 2 7 .6 4 .3 .5 0000 0001 0000 0 0 0 0 0 1 0 0 5 227 _________ 64___________ 3 1 11 0 0011 010 0 0000 0 00 0 0011 0000 0101 O í 01 1 1 1 0 010 0 0000 0000 0011 0000 0101 5 E 4 0 0 3 0 5 M AC 0 1 0 0 .5 E 4 0 .0 3 0 5 Solamente los primeros 23 bits desde la derecha son copiados desde la dirección IP a la MAC. Los prefijos más a la izquierda de la dirección IP y la dirección MAC son fijos y predecibles. Hay 5 bits de la dirección IP dentro del rango que no son transferidos hacia de la dirección MAC multicást, esto crea la posibilidad de que las direcciones MAC de multicást no sean totalmente únicas. Existen 32 direcciones multicást diferentes que pueden corresponder con la misma dirección MAC. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA 235 1110 0000.0= =224.0 A 1110 0001.0= =225.0 1110 0010.0= =226.0 1110 1101.0= =237.0 1110 1110.0= =238.0 1110 1111.0= =239.0 32 direcciones multicást que pueden corresponder con la misma dirección MAC 1110 0000.1= =224.1 1110 0001.1= =225.1 1110 0010.1= =226.1 1110 1101.1= =237.1 1110 1110.1= =238.1 1110 1111.1= =239.1 5 bits que no son tenidos e n cuenta Esta situación queda demostrada en la siguiente figura, donde la NIC es incapaz de distinguir tráfico para la dirección 234.64.3.5, 225.192.3.5 y 227.64.3.5. 5 bits que no son tenidos en cuenta IP 234.64.3.5 1110 1010 0 100 0000 0000 0011 0000 0101 IP 225.6192.3.5 1110 0001 1 100 0000 0000 0011 0000 0101 1110 0011 0 100 0000 0000 IP 227.64.3.5 0011 0000 0101 0000 0001 0000 0000 0101 1 1 1 0 p 100 0000 0000 0011 0000 0101 0 1 0 0 5 E 4 0 0 ' 3 0 5 MAC 0100.5E40.0305 Debido a esta ambigüedad el direccionamiento multicást encara un pequeño problema cuando está recibiendo una trama Ethernet que está destinada a una dirección MAC de multicást. Esta dirección MAC podría corresponder a 32 direcciones IP multicást diferentes. El host tiene que recibir y examinar cada trama que incluya la dirección MAC en la que está interesado, sin importar desde qué dirección IP está viajando dicha trama hacia él. El host examina la cabecera del www.FreeLibros.com 236 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo paquete para verificar que la dirección IP multicást específica corresponde al grupo deseado. Para el caso que no sea lo esperado la trama se descarta. Direccionamiento IP multicást Sumado al direccionamiento de Clase D de multicást existen varios rangos que se utilizan para un direccionamiento en particular: Link-local addresses (224.0.0.0/24), son usadas en el segmento local, poseen un TTL de 1 de tal manera que los routers no reenvían el tráfico debido al valor del TTL. Estas direcciones son fijas y conocidas: Dirección Destino 224.0.0.1 Todos los hosts. 224.0.0.5 Todos los router OSPF. 224.0.0.6 Todos los DR OSPF. 224.0.0.9 Todos los router RIPv2. 224.0.0.10 Todos los router EIGRP. Source-specific multicást (232.0.0.0/8), este direccionamiento es una extensión de multicást donde el host puede seleccionar el grupo del cual quiere recibir tráfico, o por el contrario lo recibe desde cualquier origen. Se utiliza con IGMPv3. GLOP (233.0.0.0/8), este rango proporciona 256 direcciones IP de multicást para cada sistema autónomo que esté registrado. El número de AS de 16 bits es utilizado en los octetos centrales, en el ejemplo se observa un AS 1500: 233.0.0.0/8 AS 1500 Donde: 233 es el identificador GLOP 1500=10111011100 AS en binario S - JV------y------' 5 220 Por lo tanto 233.5.220.0 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 7. MULTICAST 237 Administratively scoped addresses (239.0.0.0/8), este espacio de direccionamiento es utilizado en dominios de multicást privados. Llevan una similitud con la RFC 1918. Estas direcciones no son enrutadas entre dominios de manera que pueden ser reutilizadas. Dentro de este ámbito administrativo la dirección 239.252.0.0/14 es utilizada localmente y la 239.192.0.0/10 para toda la organización. Globally scoped addresses (224.0.1.0-231.255.255.255 y 234.0.0.0238.255.255.255), este direccionamiento puede ser utilizado por cualquier entidad para enrutar tráfico para cualquier organización en Internet. Son únicas y globalmente significativas y son asignadas de manera temporal. Aplicaciones multicást El direccionamiento multicást es utilizado en muchas aplicaciones, como las utilizadas con las imágenes que distribuyen esas imágenes a través de multicást. En este escenario, un servidor es cargado con todas las imágenes y cada uno de los clientes puede recibirlas a través del tráfico multicást. Otro uso común de las aplicaciones multicást es un escenario compartido, donde varios usuarios comparten un espacio de trabajo. Por último agregar que el direccionamiento multicást permite descubrir procesos de enrutamiento. Los procesos de enrutamiento de RIPv2, OSPF y EIGRP descubren a sus vecinos por medio del direccionamiento multicást. Las aplicaciones pueden ser de uno a varios, como por ejemplo las imágenes de varios a varios, como compartir un escenario de trabajo o de varios a uno, como el caso de las actualizaciones de enrutamiento. Problemas con multicást Multicást presenta una serie de problemas debido a que el tráfico en UDP no existe una función de control de envío ni de organización de paquetes, ni la capacidad de retransmisión. Sumado a la falta de capacidad para permitir a ciertos usuarios en el mismo segmento recibir tráfico multicást y otros no, aunque existen métodos para corregir este comportamiento. Estos retos pueden resolverse a nivel de protocolo. Para tráfico multimedia el orden puede ser controlado utilizando RTP (Real Time Protocol) y los problemas de seguridad pueden resolverse utilizando encriptación con IPsec. www.FreeLibros.com 238 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Multicást y la capa de enlace Los switch de capa 2 construyen una tabla que enlaza direcciones MAC con los puertos que llegan hacia ellas. Los switch aprenden acerca de cada dirección MAC y sus correspondientes puertos mirando la dirección MAC de origen cuando recibe tráfico. Cuando el switch se inicia desconoce ese mapeo al no poseer tablas almacenadas, por lo que inunda todos los puertos dentro del mismo dominio de broadcast o VLAN. Este mecanismo funciona bien para difusiones, una dirección de broadcast nunca será una dirección de origen por lo tanto nunca estará en la tabla de direcciones MAC. Los broadcast son siempre reenviados por todos los puertos. El tráfico multicást también se lo identifica como desconocido porque las direcciones multicást solamente aparecen como dirección de destino. Los switch reenvían todo ese tráfico y es el destino final quien elegirá las tramas en que está interesado. El tráfico multicást hacia un dispositivo que no está interesado en él es un gasto de ancho de banda. Las tarjetas de red que no son suficientemente sofisticadas o modernas no son capaces de discriminar si están interesadas o no en las tramas que reciben, por lo tanto esto conlleva a que la decisión debe ser tomada por el procesador, gastando recursos del mismo. Existen tres métodos en los switch Cisco para manejar y optimizar esta situación. Estos tres métodos lo que intentan es limitar el tráfico multicást a los puertos que realmente quieren recibirlo y ocultarlo a los demás: • Entradas estáticas en las tablas MAC, mapeando manualmente las entradas MAC. • CGMP (Cisco Group Management Protocol). • IGMP (Internet Group Management Protocol). Creando las entradas manualmente de forma estática es el método más sencillo de entender, pero no puede reaccionar ante cambios en la red, es decir, no es dinámico. Este sistema conlleva a la manipulación de muchos switch en la red generando una gran carga de trabajo. Crear las tablas MAC manualmente es más fácil pero no el método apropiado. CGM P es una solución propietaria de Cisco. Es un protocolo que se ejecuta entre los switch y los routers. Cuando el router recibe mensajes IGMP pasa la MAC de quien ha solicitado ese tráfico multicást y el grupo multicást al cual se hace esa petición y reenvía la información al switch. El switch busca en su tabla MAC a quien ha efectuado dicha petición permitiendo que el tráfico multicást de ese grupo pase por el puerto determinado. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA 239 IGMP snooping es un método que permite al switch comprender cuál es el grupo que se está pidiendo y en qué puerto está el receptor. Este mecanismo se hace a nivel de procesador, pudiendo verse sobrecargado según las exigencias de la red. Los dispositivos Cisco actuales soportan IGMP incorporado en el propio hardware. IGMP Antes de que los routers puedan enviar tráfico multicást primero tienen que conocer la ubicación de los clientes. IGMP es el protocolo utilizado entre los clientes y el router para identificarse y solicitar el tráfico multicást al router. Para recibir tráfico multicást desde una fuente los destinos se unen a un grupo multicást común identificado por una dirección IP multicást. Un host se une a un grupo enviando una petición a su router local, ésta se lleva a cabo con el Internet Group Management Protocol. Existen tres versiones de este protocolo IGMPvl, IGMPv2 e IGMPv3. IGMPvl Para unirse a un grupo de multicást un host envía un Membership Report IGMP, que es un mensaje que este protocolo utiliza para contactarse con el router local. Este mensaje indica al router la dirección o grupo al que quiere unirse ese host. La dirección de multicást es utilizada como la dirección IP de destino y la dirección de grupo es listada en el mensaje. Los routers multicást tienen que interceptar todos los paquetes multicást para recibir los Membership Report y añadir los host a los grupos apropiados. Cada 60 segundos un router denominado querier en cada segmento de red envía una consulta a la dirección multicást de todos los host 224.0.0.1 para confirmar si hay alguno interesado en recibir un grupo multicást. Con que solamente un host responda mantendrá el puerto en un estado de reenvío. Los host que estén interesados responderán con Membership Report siémpre y cuando nadie lo haya hecho con anterioridad. Los host pueden unirse a un grupo multicást en cualquier momento, pero IGMPvl no tiene un mecanismo que permita al host dejar el grupo cuando ya no esta interesado en seguir recibiendo tráfico. Los routers manejan esta situación haciendo expirar la dirección de grupo multicást si nadie quiere recibir ese tráfico. Concretamente, si no se reciben reportes en 3 consultas consecutivas, el grupo expira. Esto significa que el tráfico multicást es enviado dentro del segmento hasta tres minutos después de que todos los miembros del grupo han dejado de escuchar. www.FreeLibros.com 240 O RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo El router no mantiene una lista completa de los miembros de cada grupo multicást activo, solamente necesita recordar cuáles son los grupos activos y en qué interfaces. Si en el segmento en cuestión hay uno o más host que pertenecen a un grupo el router sólo envía una copia del paquete multicást a ese segmento. IGMPv2 Esta versión de IGMP presenta 4 avances significativos: 1. Las consultas o queries pueden ser enviadas como generales a la dirección de todos los host, como en el caso de IGMPvl o enviarlas específicamente a los host de cada grupo. 2. Los host pueden dejar el grupo de manera dinámica. 3. Hay una elección de las queries. 4. Hay un Query-interval que es un tiempo estipulado de respuesta. Cuando un host decide dejar el grupo al que se había unido previamente, envía un mensaje Leave Group a todos los routers a la dirección 224.0.0.2. Todos los routers en el segmento local toman nota de la petición, el router que está interactuando con el grupo específico responde preguntando si hay más host interesados en seguir recibiendo datos para ese grupo con un mensaje Membership report. Si no los hay deja de enviar tráfico multicást a ese segmento. Debido a que los routers con IGMPvl no entienden IGMPv2, si hay un router ejecutando IGMPvl todos los routers deben estar configurados con la versión 1. En sentido inverso IGMPv2 entiende la versión 1. En las interfaces PIM (Protocol Independent Multicást), se habilita IGMPv2; el comando para cambiar la versión es el siguiente: Switch(config-if)# ip igmp versión {1 | 2 | 3} IGMPv2 añade un mecanismo de selección del router que cumple función de querie. En IGMPvl esta elección estaba a cargo del protocolo enrutamiento; en la versión 2 todos los routers inician como sifueran queries pasan al estado de no queries cuando escuchan que existe otroqueries en segmento con una IP menor. la de y el Por último, se añade un tiempo de respuesta Query-interval Este nuevo campo indica a los miembros en cuánto tiempo deben responder. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST © RA-MA 241 Operación de IGMPv2 Los miembros pueden unirse a un grupo multicást en cualquier momento generando un mensaje llamado Unsolicited report que se envía a la dirección IP multicást deseada. Los routers conectados en ese segmento simplemente observan si por lo menos hay un cliente interesado en ese grupo. Para ver el registro de los miembros en un router se utiliza el siguiente comando: Router# show ip igmp group IGMP Connected Group Membership Group Address Interface Uptime Expires Last Repórter 227.100.100.1 FastEthernetO/O 0d0h28m 00:02:19 192.168.0.105 En la salida anterior se observa que la dirección 227.100.100.1 ha estado activa en la interfaz FastEthemet 0/0 durante 28 minutos, el grupo expirará si no se recibe un membership report en dos minutos. El último dispositivo en enviar un membership report fue desde la IP 192.168.0.105. En IGMPvl los host abandonan los grupos de forma pasiva, simplemente dejan de responder a los membership queries. El inconveniente que surge es que el espacio de tiempo que hay entre que el host no necesita recibir más tráfico y que el router lo reconoce. Durante ese período la capacidad de la red está sobrecargada con tráfico multicást innecesario. En IGMPv2 los host pueden dejar el grupo de manera explícita utilizando un mensaje Leave. Si otro host envía un mensaje Leave el router asume que al menos un host todavía está presente, de lo contrario el router enviará un membership Query. IGMPv3 IGMPv3 está basado en la versión anterior, aumenta la capacidad de añadir direcciones SSM. Soporta filtrado de origen multicást. Con este filtro un receptor puede hacer una petición de un grupo multicást y decidir de qué direcciones IP quiere que sea ese origen multicást. Un router que ejecute IGMPv3 puede coexistir con versiones anteriores pero para ello debe bajar a la versión que se requiera. Determinación de la versión de IGMP La mejor forma de verificar los parámetros de IGMP es utilizando el comando show ip igmp interface. En el siguiente ejemplo es de IGMPv2: www.FreeLibros.com 242 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA router>show ip igmp interface fastethernetO/O FastEthernetO/O is up, line protocol is up Internet address is 192.168.0.1, subnet mask is 255.255.255.0 IGMP is enabled on interface Current IGMP versión is 2 CGMP is disabled on interface IGMP query interval is 60 seconds IGMP querier timeout is 120 seconds IGMP max query response time is 10 seconds Inbound IGMP access group is not set Multicást routing is enabled on interface Multicást TTL threshold is 0 Multicást designated router (DR) is 192.168.0.1 (this system) IGMP querying router is 192.168.0.1 (this system) Multicást groups joined: 224.0.1.40 227.100.100.1 CONFIGURACIÓN DE IGMP IGMP es utilizado para que exista un entendimiento entre los sistemas finales y el router. Sin IGMP los sistemas finales no serían capaces de solicitar tráfico multicást al router. Grupos IGMP IGMP identifica grupos multicást que son requeridos por clientes. El comando show ip igmp interface muestra la información de IGMPv2 en una interfaz: router#show ip igmp interface eO EthernetO is up, line protocol is up Internet address is 172.16.24.1/29 IGMP is enabled on interface Current IGMP versión is 2 CGMP is disabled on interface IGMP query interval is 60 seconds IGMP querier timeout is 120 seconds IGMP max query response time is 10 seconds Last member query response interval is 1000 ms Inbound IGMP access group is not set IGMP activity: 3 joins, 0 leaves Multicást routing is enabled on interface Multicást TTL threshold is 0 Multicást designated router (DR) is 172.16.24.1 (this system) IGMP querying router is 172.16.24.1 (this system) Multicást groups joined: 224.0.1.40 El show ip igmp groups proporciona información específica acerca de los grupos, en este ejemplo tres grupos han estado activos por lo menos 30 minutos. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA router#show ip igmp groups IGMP Connected Group Membership Group Address Interface 239.255-255.250 EthernetO 235.80.68.83 EthernetO 224.0.1.40 EthernetO Uptime Expires 00:33:05 00:02:59 00:33:08 00:02:44 00:33:14 never 243 Last Repórter 192.168.0.102 192.168.0.1 172.16.24.1 El comando ip igmp join-group se emplea cuando es necesario resolver problemas uniendo una IP a un grupo multicást en particular a través de una determinada interfaz. El comando ip igmp static-group agrega un puerto de manera estática a un grupo. IGMP snooping IGMP snooping permite a un switch identificar los sistemas finales que están solicitando tráfico multicást y limitar el envío dentro de ese grupo solamente a los usuarios específicos. IGMP snooping no viene configurado por defecto pero puede activarse con el comando ip igmp snooping. Los comandos show multicást group and show multicást router para mostrar los grupos aprendidos y los puertos asociados. El siguiente ejemplo muestra la sintaxis de estos comandos: Switch#show ip igmp snooping vían 6 vían 6 IGMP snooping is globally enabled IGMP snooping TCN solicit query is globally disabled IGMP snooping global TCN flood query count is 2 IGMP snooping is enabled on this Vían IGMP snooping immediate-leave is disabled on this Vían IGMP snooping mrouter learn mode is pim-dvmrp on this Vían IGMP snooping source only learning age timer is 10 IGMP snooping is running in IGMP_ONLY mode on this Vían IGMP snooping report suppression is enábled on this Vían Switch# show multicást router igmp Port Vían 1/1 6 Total Number of Entries = 1 '*' - Configured '+' - RGMP-capable Switch> show multicást group igmp VLAN Dest MAC/Route Des [CoS] Destination Ports or VCs/[Protocol Type] 6 01-00-5e-00-01-28 1/1 6 01-00-5e-01-02-03 1/1-2 Total Number of Entries =. 2 www.FreeLibros.com 244 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo PROBLEMAS CON MULTICAST Multicást es un tipo de tecnología que trabaja bastante bien pero tiene el inconveniente de que cuando los terminales se quieren conectar a un determinado grupo y recibir tráfico de éste, surge el problema de que necesitan recubrir a los servidores que están emitiendo tráfico de dicho grupo. Esto es fácil de descubrir siempre y cuando ese tráfico sea local, pero si el servidor es remoto puede ser un problema. Existen varias maneras de publicar información de contacto del servidor. La forma más sencilla sería enviar un enlace en un e-mail. Existe también una aplicación llamada Session Directory (SD) que distribuye exactamente este tipo de información. Con SD se anuncian a sí mismos utilizando SDP (Session Description Protocol) vía 224.2.127.254. SD es utilizado por Cisco IP/TV para distribuir servidores multicást y descripciones de las sesiones. ENRUTAMIENTO DE TRÁFICO MULTICAST El tráfico multicást tiene que ser enrutado con una lógica diferente a la empleada con el tráfico IP unicast. Los paquetes IP unicast están destinados a una simple interfaz incluso si existen múltiples caminos; mientras que los paquetes IP multicást pueden tener diferentes interfaces en su destino dependiendo siempre de la ubicación de los receptores. Existen varios protocolos de enrutamiento multicást disponibles tales como: • • • • • MOSPF (Multicást OSPF) DVMRP (Distance Vector Multicást Routing Protocol) Center-Based Trees Core-Based Trees PIM (Protocol Independent Multicást) Los routers Cisco no soportan Center ni Core-Based Trees y soportan sólo una versión limitada de DVMRP simplemente para redistribuir rutas. El único comando soportado en IOS para MOSPF es para deshabilitar los mensajes LSA del tipo MOSPF, los cuales no están soportados por Cisco. Reverse Path Forwarding Los routers llevan a cabo un test RPF (Reverse Path Forwarding) en cada paquete multicást que reciben. Estas verificaciones sirven para confiraiar que el www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA 245 tráfico siempre fluye desde el origen hacia los distintos destinos. El chequeo de RFP es satisfactorio siempre y cuando un paquete multicást que llegue a una interfaz tenga un registro del origen en la tabla de enrutamiento a través de esa misma interfaz. Al hacer el test RPF el router PIM mira la dirección origen del paquete unicast en su tabla de enrutamiento, de ahí el nombre de este mecanismo que funciona de manera contraria al sistema tradicional que siempre mira el destino. Si el próximo salto utilizado para alcanzar la dirección de origen de ese paquete multicást se alcanza a través de la interfaz en la que el paquete es recibido, entonces es enviado al siguiente router o a los receptores multicást correspondientes o se descartan según lo que corresponda. Éste es el proceso que sigue el mecanismo de RPF. Árboles multicást Los routers en una red deben determinar el camino para enviar los paquetes multicást desde un origen hacia los recetores. Hay que pensar en la red como si fuera una estructura de árboles. En el origen del árbol está el origen de los paquetes multicást que envía los paquetes de una forma ciega sin saber dónde están los receptores. El origen no sabe de la lista de elementos finales que son miembros de un grupo multicást. Depende de los routers multicást y de los switch la manipulación de los paquetes hacia los destinos. Cada router a lo largo del camino se sitúa en una de las ramas del árbol. Los routers aprenden que ramas del árbol son hogar de receptores de grupos multicást. El tráfico es enviado solamente en los enlaces donde existen receptores interesados en recibir ese tipo tráfico. Las rutas multicást se escriben como S,G (source and group) cada origen y cada grupo. Si 192.168.0.1 está transmitiendo hacia el grupo 227.182.150.159, la ruta sería algo así como (192.168.0.1, 227.182.150.159) que corresponde a S,G. r Arboles de distribución Los caminos usados en enrutamiento multicást son llamados árboles de distribución (distribution trees) y son dos tipos diferentes: • Arboles compartidos: definen un conjunto común de enlaces en los cuales el tráfico multicást debe fluir. Se tienen que precalcular y son muy eficientes en lo que respecta a recursos del router. Utilizan Rendezvous Points (RP) y aparecen en la tabla de enrutamiento como (*, G). www.FreeLibros.com 246 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-M A Árboles con origen de ruta: son los que toman el camino directamente hacia el receptor, de manera que cada fuente tiene un conjunto de rutas separadas unidas a él. Protocolos de enrutamiento multicást Dense y Sparse Los protocolos de enrutamiento multicást también están definidos como Dense y Sparse. Estos protocolos asumen que todos los host en todos los enlaces están interesados en recibir tráfico multicást. De tal manera que se enviará este tráfico hacia todos los caminos. Por otro lado los protocolos Dense and Sparse asumán que nadie quiere tráfico hasta que preguntan por él. PIM El Protocol Independent Multicást es un protocolo de enrutamiento que puede ser utilizado para enviar tráfico multicást entre subredes o segmentos de red. PIM opera independientemente del protocolo IP que se está ejecutando. PIM puede operar en dos modos, pero Cisco ha añadido un tercer tipo: • PIM dense mode. • PIM sparse mode. • PIM sparse-dense mode, propietario de Cisco. En suma hay dos versiones de protocolo, PIM vl, PIMv2. Por defecto PIMv2 es utilizado en las interfaces de los routers. PIM dense mode Los routers PIM pueden configurarse en modo dense si se asume que habrá receptores en cada una de las subredes, es decir, que el grupo multicást va a ser propagado densamente en la red. El árbol multicást es construido permitiendo un flujo de tráfico desde el origen hacia los router dense en la red. El árbol va creciendo desde el origen hacia los puntos finales. Durante un corto período de tiempo el tráfico que no es necesario es permitido, cada router va recibiendo tráfico para el grupo y cada router tiene que decidir si tiene receptores activos queriendo recibir esos datos. En caso de tenerlos dejará que el flujo continúe libremente. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA 247 Si ningún host se ha registrado vía IGMP para ese grupo multicást con el router, éste envía un mensaje prune al origen, de esa manera esa rama del árbol es suprimida para que el tráfico innecesario no lo siga atravesando. El árbol resultante es llamado source tree o source distribution tree porque es único desde el origen hacia los receptores. La siguiente figura muestra la operación flood-then-prune, es decir, la verificación de la existencia o no de posibles receptores para poder suprimir el tráfico. El árbol es construido a partir de las peticiones join que se generan a través de todos los switch que son multicapa y que están en modo dense. A partir de ese momento todos los switch que no tienen host que quieran recibir tráfico envían un mensaje prune y son suprimidos del árbol. Destino A Destino B ÁRBOL COMPLETO Destino A Destino B ÁRBOL RECORTADO Los routers PIM dense-mode son conscientes de los vecinos intercambiando mensajes helio, esta información acerca de los vecinos es inicialmente utilizada para construir el árbol y posteriormente para suprimir las ramas que no quieren participar. www.FreeLibros.com 248 © RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo En caso de que algún router haya sido suprimido del árbol generando un mensaje prune y si posteriormente existiera algún host que quisiera recibir ese tráfico multicást, el router podrá lanzar un mensaje grafted al siguiente router para avisarle de que quiere recibir tráfico. PIM sparse mode PIM sparse mode tiene una manera diferente de operar. EL árbol multicást no se extiende a todos los routers a no ser que haya algún destino interesado en recibir dicho tráfico (algún destino que haya enviado un mensaje join IGMP). El árbol multicást es construido desde todos los miembros del grupo al final de la rama y extendiéndose hasta el punto central o raíz que el Rendezvous Point (RP). El árbol crece de manera inversa a lo visto anteriormente, es decir, de las ramas hacia la raíz. El modo sparse también tiene la idea de un árbol compartido pero la raíz o root no es el origen del tráfico multicást. La raíz de una topológica PIM sparse mode es un router que está localmente centralizado en la red y se le conoce como RP (Rendezvous Point). El árbol desde el RP hasta los miembros del grupo es realmente un subconjunto del árbol que podría ser suprimido desde el origen hacia los miembros del grupo. Posteriormente si un origen multicást es situado en cualquier parte de la red, se puede registrar con un RP y el árbol podrá ser completado. Debido a esto se dice que sparse mode es un árbol compartido. Cuando un receptor se une a un grupo multicást vía IGMP el router local envía este tráfico hacia el RP a través del árbol, cada router en el camino añade su rama al árbol compartido. El prune solamente se efectúa cuando un miembro es eliminado del grupo. Ese proceso se muestra en la siguiente figura. Este mecanismo es solamente un simple paso, únicamente los routers que tiene un grupo activo pueden unirse al árbol, mientras que los routers que nunca se han unido al grupo no son suprimidos porque nunca han formado parte del grupo. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST ©RA-MA Destino A 249 Destino B Una vez que los routers PIM sparse mode reciben tráfico desde un origen y aprenden la dirección IP fuente, conmutan a un árbol más pequeño (shortest-path tree) originado en el servidor multicást. La estructura resultante en esta topología de los árboles para dense mode y PIM sparse mode junto con el flujo de los datos multicást, son árboles idénticos. www.FreeLibros.com 250 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Modo PIM Sparse-Dense PIM tiene el potencial de soportar ambos modos, sparse y dense, éstos pueden coexistir para diferentes grupos multicást incluso pueden hacerlo en la misma interfaz. Cisco ofrece este modo híbrido que es llamado Sparse-Dense, si existe un RP definido en la red se utilizará el modo sparse; de lo contrario se utilizará el modo dense. PIM versión 1 Los routers utilizados para la primera versión de PIM pueden ser configurados manualmente utilizando el modo dinámico como auto-RP. Es posible limitar el rango de grupos multicást soportado por el RP utilizando una ACL. La palabra clave override causa que el RP sea preferido sobre cualquiera que sea dinámicamente aprendido. Debido a que el RP no se advierte a sí mismo, su dirección y funciones tienen que ser definidas en todos y cada uno de los routers en el dominio PIM, incluido el RP. Esto hace que los cambios futuros en la localización del RP sean difíciles de hacer debido que habrá que volver a definir todo el esquema en cada uno de los routers con los nuevos datos del RP. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST © RA-MA 251 Cisco proporciona un sistema propietario con una manera de informar a los routers sparse mode de manera automática sobre qué RP le corresponde a cada grupo. Esto se llama auto-RP. Se identifica un router central que esté bien conectado y de manera redundante con la función de mapping agent. Esta función hace que se aprendan todos los RP que son candidatos porque se anuncian a la dirección 224.0.1.39 conocida como Cisco RP Announce (por definición todos los routers sparse mode tienen que unirse automáticamente a esa dirección IP). El mapping agent envía información RP de grupos a todos los routers PIN en la dirección Cisco-RP-Discovery 224.0.1.40. Se envía además un TTL para limitar el ámbito de estos mapeos entre RP y grupos. De esta manera se podrá limitar la cantidad de router y host que pueden llegar a ser válidos. Cada router RP debe ser definido explícitamente, cuando un router sabe que puede ser un RP empezará a anunciarse hacia el mapping agent. Una interfaz que corresponde a la dirección del RP será advertida e identifica dónde el mapping agent puede ser encontrado, el ámbito del anuncio es limitado utilizando TTL. El router también puede ser advertido a sí mismo como un candidato RP para los grupos permitidos en una ACL con las sintaxis clave group-list. Con la palabra clave interval los anuncios son enviados en un tiempo específico. PIM versión 2 Esta versión incluye bootstrap router, que es un mecanismo estándar para asociar RP con los grupos. La manera que lo ejecuta es similar a como lo hace auto-RP. Primero un bootstrap router BSR es identificado, este router aprende la cantidad de RP candidatos para determinados grupos y los advierte a los routers PIM. Solamente es necesario configurar el BSR y los candidatos a RP, todos los demás routers PIM aprenderán de manera automática; los RP a través del BSR. Habilitación de PIN en modo Sparse-Dense Para diseñar una red en un entorno multicást, es necesario seguir tres pasos fundamentales en la configuración de los routers Cisco: 1. Habilitar el enrutamiento multicást. 2. Habilitar PIM en el modo apropiado en las interfaces seleccionadas. 3. Configurar los RP. www.FreeLibros.com 252 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El enrutamiento multicást no está habilitado por defecto en los routers Cisco, para habilitarlo se utiliza el siguiente comando: R o u t e r (co n f i g )#ip multicast-routing Al configurar PIM en una interfaz automáticamente inicia IGMP. PIM se habilita a nivel de interfaz, por lo tanto lo primordial es determinar qué interfaces utilizará el router que deban soportar PIM. Para activarlo se debe hacer en cada una de estas interfaces, según la siguiente sintaxis: Ro u t e r (config-if)#ip pim {dense-mode | sparse-dense-mode | sparse- mode} Para cambiar la versión de PIM se puede utilizar el siguiente comando dentro del modo de la interfaz correspondiente: Router(config-if )# ip pim versión {1 | 2} El paso final es la configuración de los RP. Para identificar manualmente un RP se utiliza el siguiente comando: Router(config)# ip pim rp-address ip-address [access-list] [override] Alternativamente es posible utilizar auto-RP para descubrir los RP de manera dinámica. Esto involucra dos roles distintos, el de los RP y el de los routers que los advierten. Auto-RP identifica un router que está bien conectado y centralizado denominado mapping agent. Este router aprende cuáles son los candidatos RP que son anunciados a la dirección 224.0.1.39 conocida como CiscoRP-Announce. El mapping agent compila una lista de todos los candidatos asociados a los grupos y la envía a todos los routers cliente a través de la dirección 224.0.1.40. Para definir un router como mapping agent se utiliza el siguiente comando: Router(config)# ip pim send-rp-discovery scope ttl Una interfaz es utilizada para anunciar una dirección IP desde la cual advertir y que típicamente es una interfaz loopback. Para definir un router como candidato RP se utiliza el siguiente comando: Router(config)# ip pim send-rp-announce type mod/num scope ttl [group-list access-list] [interval seconds] www.FreeLibros.com CAPÍTULO 7. MULTICAST © RA-MA 253 Cuando se configura, el router se anuncia a sí mismo como un posible RP para el rango de grupo descrito en la ACL. El anuncio es enviado a la dirección 224.0.1.39. La interfaz es mapeada a una dirección IP específica para que los clientes puedan alcanzar al RP. Alternativamente PIM versión 2 soporta BSR (Bootstrap Router): R o u t e r (config)#. ip pim bsr-candidate type mod/num hash-mask-length [priority] El siguiente paso es configurar los candidatos RP: R o u t e r (config)# ip pim rp-candidate type mod/num ttl [group-list access-list] Los mensajes bootstrap inundan por completo el dominio PIM. El ámbito de estos anuncios puede ser limitado utilizando routers barrera los cuales no dejarán pasar los mensajes más allá de lo permitido. R o u t e r (config)# ip pim border VERIFICACIÓN DE ENRUTAMIENTO MULTICAST Verificación de rutas El comando utilizado para verificar la tabla de enrutamiento multicást es el siguiente: router#show ip mroute [group-address] [summary] [count][active kpbs] La opción summary muestra cada ruta en una lista, la opción count muestra estadísticas y la opción active filtra la salida para que solamente muestre fuentes activas. El ejemplo que sigue muestra este comando para verificar una ruta en la tabla: Router#show ip mroute 227.100.100.10Ó IP Multicást Routing Table Flags: D - Dense, S - Sparse, C - Connected, L - Local, P - Pruned R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT Timers: Uptime/Expires Interface state: Interface, Next-Hop, State/Mode (*, 227.100.100.100), 00:01:50/00:02:59, RP 172.16.3.1, flags: SPF www.FreeLibros.com 254 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Incoming interface: Tunnel35, RPF nbr 172.16.1.20, Mroute Outgoing interface list: Nuil (170.100.1.1/32, 227.100.100.100), 00:01:50/00:01:09, flags: PFT Incoming interface: EthernetO, RPF nbr 0.0.0.0, Registering Outgoing interface list: Nuil Las rutas que no son específicas a un origen son del tipo (*,G), las rutas que van hacia la fuente están listadas como (S,G). Verificación de vecinos Si existe algún tipo de problema en el momento de construir la tabla de enrutamiento multicást será un buen punto de partida para resolver el problema verificar los vecinos PIM con el comando show ip pim interface. Router#show ip pim interface Address Interface Version/Mode Nbr Query DR Count Intvl 192.168.0.1 EthernetO v2/S 1 30 192.168.0.10 Este comando muestra la dirección IP asignada tipo unicast, el nombre de la interfaz, la versión de PIM que se está ejecutando, el modo específico, el número de vecino, frecuencia de las consultas, etc. El comando show ip pim neighbor muestra la lista de vecinos: Router#show ip pim neighbor PIM Neighbor Table Neighbor Address Interface Uptime Expires Ver Mode 192.168.0.10 EthernetO 00:01:37 00:01:05 v2 Sparse Verificación de los Rendezvous Points Incluso cuando el enrutamiento PIM está funcionando, los RP deben ser configurados correctamente para poder encontrar tráfico desde las fuentes. El comando show ip pim rp permite verificar los RP configurados y ver las asociaciones que tienen configuradas. Sin más parámetros este comando mostrará los RP para los grupos activos, si se modifica con el nombre del grupo sólo mostrará los grupos seleccionados. Router(config)#show ip pim rp [group-name | group-address | mapping] Router#show ip pim rp Group: 227.1.1.1, RP: 192.168.5.1, uptime 00:00:20, expires never Router#show ip pim rp mapping PIM Group-to-RP Mappings www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 7. MULTICAST 255 Group(s): 224.0.0.0/4, Static 192.168.5.1 rp: Verificación del enrutamiento multicást El comando show ip rpf permite verificar la información de los envíos de reverse-path (RPF). Router#show ip rpf 172.16.0.1 RPF information for ? (172.16.0.1) RPF interface: SerialO RPF neighbor: ? (172.16.5.2) RPF route/mask: 172.16.0.0/24 RPF type: unicast (ospf 1) RPF recursion count: 0 Doing distance-preferred lookups across tables www.FreeLibros.com í www.FreeLibros.com Capítulo 8 IPv6 INTRODUCCIÓN A IPv6 IPv6 ha estado en desarrollo desde mediados de los 90 y durante varios años. Se había anunciado al principio como el protocolo que podría expandir el direccionamiento IP, llevar IP mobile a la madurez y finalmente ser capaz de incorporar seguridad a nivel de capa 3. Esas afirmaciones son correctas pero hay que tener en cuenta que a nivel de capa 3 esas capacidades de IPv6 han sido aportadas a IPv4 en los pasados años. Actualmente las direcciones IPv4 son escasas y la mayor razón en Internet para evolucionar a IPv6 es la necesidad de un mayor direccionamiento. Una de las razones de que el direccionamiento IPv4 sea demasiado escaso es que no ha sido asignado eficientemente. Las direcciones de clase A son excesivamente grandes para la mayoría de las organizaciones ya que soportan unas 16.777.214 direcciones de host, mientras que las direcciones de clase C soportan sólo 254 direcciones de host. Como resultado de esto muchas organizaciones hacen peticiones de clase B que soportan 65.534 direcciones de host, pero hacen sólo un uso parcial de dicho rango. Inicialmente un dispositivo IP requería una dirección pública. Para prevenir el agotamiento de las direcciones IPv4 la IETF (Internet Engineering Task Forcé) adoptó el uso de CIDR (Classless Interdomain Routing), VLSM (Variable-Length Subnet Mask) y NAT (Network Address Translation). CIDR y VLSM trabajan juntas a la hora de mejorar el direccionamiento, mientras que NAT oculta clientes y minimiza la necesidad de direcciones públicas. Otra de las razones de escasez de www.FreeLibros.com 258 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA direcciones públicas es que no han sido asignadas equitativamente a lo largo del mundo. Una gran cantidad de direccionamiento es ocupada por EE.UU. mientras que Europa es el siguiente en la lista con una larga porción de direcciones. Asia, en cambio tiene un número insuficiente de direcciones en comparación con su población, aunque la percepción desde EE.UU. es que todavía existe espacio libre en el direccionamiento IPv4 en Asia, se reconoce la necesidad de implementar IPv6 y así obtener más direccionamiento. Otra razón para considerar la necesidad de un mayor direccionamiento es el crecimiento exponencial de la población mundial con el persistente crecimiento de consumibles electrónicos que requieren el uso de direcciones IP. Esta necesidad de direccionamiento IP podría ser atenuada intentando utilizar NAT y asignaciones temporales a través de DHCP, pero teniendo sistemas intermedios manipulando los paquetes complican el diseño y la resolución de problemas. El concepto del diseño de Internet con innumerables sistemas intermedios no hace que NAT trabaje adecuadamente, sin embargo es un mal necesario. La longitud de una dirección IPv6 es lo primero que sale a relucir, son 128 bits lo que hace 2128 direcciones IPv6 disponibles. Varias de estas direcciones dan funciones especiales y están reservadas pero aun así quedarían disponibles aproximadamente 5x1028 direcciones IP por cada habitante del planeta. Lo que permitiría que el direccionamiento pueda crecer sin preocupaciones en contraposición al direccionamiento IPv4 cuya cantidad está limitada a 232. En IPvó se utiliza una cabecera más simplificada que IPv4, haciendo que el procesamiento sea más eficiente, permitiendo un mecanismo más flexible y a su vez extensible a otras características. Una de esas características es la movilidad, movile IP es un estándar de la IETF que permite a los usuarios con dispositivos wireless estar conectados de manera transparente y moverse a cualquier sitio sin restricciones. La seguridad es otro tema importante, IPsec está presente en cada uno de los dispositivos IPvó. Debido a que la migración de IPv4 a IPvó no puede ocurrir tan rápidamente como sería deseable, hay que buscar alternativas para administrar esta transición. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPvó © RA-MA 259 CABECERA DE UN PAQUETE IPvó Los campos en una cabecera IPvó son los siguientes: • Versión: es un campo de 4 bits que identifica la versión, en este caso a 6. • Traffic Class: similar al campo 2 de IPv4, se utiliza para calidad de servicio. • Flow Label: campo de 20 bits que permite que el tráfico sea etiquetado para que se pueda manejar de manera más rápida flujo por flujo. • Payload Length: campo de 16 bits con la longitud del campo de datos. • Next Header: similar al campo de protocolo en la cabecera IPv4. Es un campo de 8 bits que indica cómo los campos después de la cabecera básica de IPvó deberían ser interpretados. Podría indicar, por ejemplo, que el siguiente campo es TCP o UDP ambos relativos a la capa de transporte o podría indicar que existe una extensión de la cabecera. • Hop Limit: similar al campo TTL en IPv4, es de 8 bits y se incrementa por cada router intermediario para prevenir bucles, de tal manera que cuando la cuenta llegue a 0 será descartado. Cuando esto ocurre se envía un mensaje de notificación al origen. • Source Address y Destination Address: estos campos de 128 bits son las direcciones IPv6 de origen y de destino de los dispositivos que se están comunicando. • Extensión Headers: permite agregar más campos opcionales. o o o Hop-by-Hop options: utilizados para routers intermediarios, Destination options: opciones para el nodo final, Routing: utilizado para especificar a los routers intermedios qué ruta tienen que incluir. El efecto final es forzar el enrutamiento por un camino predefinido. • Fragment: utilizado para dividir los paquetes que son demasiado largos para la MTU. Esta cabecera reemplaza los campos de fragmentación de la cabecera IPv4. • Authentication y Encapsulating Security Payload (ESP): se utiliza por IPsec para proporcionar autenticación, integridad y confidencialidad de los paquetes. AH y ESP son idénticos en IPv4 y en IPv6. La cabecera IPv6 es optimizada para procesadores de 32 a 64 bits y las extensiones de cabecera permiten la expansión sin tener que forzar a que los campos que no se usan se estén transmitiendo constantemente. www.FreeLibros.com 260 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Las principales diferencias entre las cabeceras de las dos versiones es la longitud de los campos de origen y destino. También hay otros campos que son aparentes como checksum, fragmentación y la etiqueta de flujo. 0 bits Versión 8 bits 16 bits Traffic Class Payload Length 24 bits 32 bits 64 bits Flow Label Next Header Hop Limit Source Address 128 bits 192 bits 256 bits Destination Address 320 bits Extensión Header Checksum En IPv4 cada paquete incluye un checksum en la cabecera. Todos los routers intermediarios tienen que reducir el TTL, esto conlleva a tener que recalcular el checksum cada vez que manipulan un paquete, como resultado el consumo de procesador se incrementa. Teniendo en cuenta que los protocolos de capas superiores también realizan un checksum, la cabecera de IPv6 no incluye un campo para este fin concibiendo un enrutamiento más eficiente. Fragmentación Principalmente hay dos diferencias en la manera en que IPv6 maneja la fragmentación: • La información de la fragmentación se coloca en una extensión de la cabecera. • Los routers intermediarios no fragmentan paquetes, en caso de que la fragmentación sea necesaria la realizará el nodo de origen, reduciendo así la carga de procesos de la red. Un proceso de descubrimiento determina la MTU óptima para usar en una determinada sesión. El dispositivo de origen IPv6 intenta enviar un paquete, si el dispositivo recibe un mensaje de ICMP de tipo packet too big con la MTU www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPvó ©RA-MA 261 apropiada, retransmite el paquete con la nueva información de la MTU que se ha recibido. Este proceso es constante de origen a destino. Los dispositivos llevan a cabo este proceso de descubrimiento cada 5 minutos con el fin de detectar algún cambio. Si las capas superiores no aceptan un cambio en las notificaciones de la MTU desde la capa IPvó, se inicia un proceso de fragmentación de los paquetes que sean demasiado grandes. Aunque las capas superiores siempre deberían evitar enviar mensajes solicitando fragmentación. Etiqueta de flujo Este campo etiqueta el tráfico según va entrando a la red de manera que el tráfico similar puede ser etiquetado y rápidamente conmutado a través del mismo camino sin que cada router intermediario tenga que llevar a cabo un examen para determinar qué tipo de tráfico es. El etiquetado de flujo también puede estar asociado con parámetros de calidad de servicio (QoS). Formato del direccionamiento IPvó La primera diferencia respecto a IPv4 es que las direcciones IPvó son de 128 bits y están representadas en un formato hexadecimal en lugar de la notación decimal tradicional y separada cada parte por dos puntos en lugar de uno. Teniendo de esta forma 8 partes de 16 bits cada una. Como cada dígito hexadecimal se asocia con 4 bits, cada campo de 16 bits será de 4 dígitos hexadecimales. Un ejemplo de dirección IPv6 puede ser el siguiente: 2001:0000:0001:0002:0000:0000:0000:ABCD Este formato se puede reducir hasta de optimizar la lectura para su comprensión. Hay dos formas para conseguir simplificar tanta cantidad de números: • Todos los 0 a la izquierda de cada uno de los campos pueden ser omitidos. 2001:0:1:2:0:0:0:ABCD • Se pueden omitir los campos consecutivos de 0 con independientemente de la cantidad de campos que se abrevie. Este mecanismo sólo puede hacerse una vez debido a que luego no se podrían reestructurar la cantidad de campos exactamente como eran. 2001:0:1:2::ABCD www.FreeLibros.com 262 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo TIPO DE DIRECCIONAMIENTO IPvó En IPvó se soportan estas tres clases de direcciones: • Unicast: para enviar a una sola interfaz. Actualmente existen dos tipos de direcciones unicast definidas: o Global-aggregatable unicast. o • Link-local unicast. Multicást: para enviar a todas las interfaces del mismo grupo. Una dirección IPvó del mismo grupo multicást identifica un conjunto de interfaces en diferentes dispositivos. • Anycast: para enviar tráfico a la interfaz más cercana dentro de un grupo. Una dirección IPvó de anycast también identifica un conjunto de interfaces en diferentes dispositivos, pero la diferencia de un paquete enviado a una dirección anycast es que dicho paquete está destinado al dispositivo más cercano. Esto será determinado por el protocolo de enrutamiento que se esté utilizando. Todos los nodos con la misma dirección de anycast deberán proporcionar el mismo servicio. Una interfaz puede tener varias direcciones y de diferentes tipos. Los routers tienen que reconocer estas direcciones incluyendo las de anycast y multicást. Las direcciones de multicást están en el rango FF00::/8, todas las otras direcciones IPvó están en el espacio de direccionamiento unicast. Las direcciones anycast también son proporcionadas dentro del mismo espacio. Las direcciones de broadcast no existen en IPvó. En todo caso un direccionamiento especial de multicást podría ser considerado como broadcast, donde todos los dispositivos están interesados en recibir ese tráfico. Identificadores de las interfaces Los ID de una dirección IPvó son utilizados para identificar de manera única una interfaz, este segmento de la dirección es llamado porción de host. Estos ID deben ser únicos en los enlaces, tienen una longitud de 64 bits y pueden ser creados dinámicamente basándose en la dirección de la capa de enlace. El tipo de capa de enlace determinará cómo son dinámicamente creadas las interfaces de IPv6 y cómo funcionará la resolución del direccionamiento. Para Ethernet la interfaz ID está basada en la dirección MAC de la interfaz en un formato llamado EUI-64 (Extended Universal Identifier 64-bit). Este formato www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 © RA-MA 263 deriva de la direcciónMAC de 48bits conelagregadode los-números hexadecimales fffe entre el OUI y el código de vendedor.El séptimo bitdel primer byte del ID de la interfaz resultante corresponde al bit universal local (U/L) asume el valor binario 1. Este bit indica si la interfaz ID es localmente única en ese enlace o universalmente única. El octavo bit en el primer byte de la interfaz ID corresponde al individual/group (I/G) que se utiliza para gestionar grupos multicást, en este caso no varía. OUI 00 0 0 00 1 0 COD.FAB. 11 0 2F 0 | 0 0 0 0 BB 46 0 | { 0 IA ► I/G * U/L (asume el valor 1) 0 1 0 IPvó Interfaz ID Ethernet transmite los bits de bajo orden de cada byte primero (a la inversa) el bit U/L es el bit séptimo y el I/G es el octavo de la dirección, por lo tanto el primer bit de la dirección MAC transmitido será el bit I/G, usado por direcciones broadcast y multicást y el segundo bit transmitido será el U/L. Direcciones unicast IPvó Existen dos tipos dé direcciones IPvó unicast: • Global aggregatable. • Link-local. www.FreeLibros.com 264 ©RA-M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Dirección IPvó global La escalabilidad de la red es sumamente importante, es directamente proporcional a la capacidad de sumarización que tiene la red. Tal como ocurre con IPv4 los bits más a la izquierda indican el prefijo de enrutamiento y pueden ser sumarizados. Teóricamente existen 264 prefijos IPvó. Si cada prefijo fuera almacenado en la memoria del router utilizando 256 bits (32 bytes), entonces la tabla de enrutamiento consumiría 5.9xl020 bytes, lo cual es demasiado. Esto se reduce a la importancia que tiene la sumarización al momento de construir la tabla de enrutamiento. La siguiente figura muestra un esquema de una dirección Global IPv6, definida por la RFC 3587. Global Prefix Interface ID Subnet ID /48 /64 Los primeros 48 bits de la dirección Global IPv6 son utilizados para enrutamiento en Internet en el ISP, los siguientes 16 bits forman el sub-net ID permitiendo así a una empresa subdividir su red. Los restantes 64 bits son la interfaz ID en formato EUI-64. IANA está asignando direcciones que comienzan con el valor binario 001 o en hexadecimal 2000::/3. Este direccionamiento está designado para direcciones globales IPv6 unicast. Éste es una octava parte del espacio total del direccionamiento IPv6. IANA utiliza el rango 2001::/16 para registros, que normalmente tienen un rengo /23 y asigna un rango /32 a los ISP. Por ejemplo un ISP podría disponer a una organización de la siguiente dirección 2001:0:lAB::/48. En una subred 5 el prefijo sería 2001:0:lAB:5::/64. En un dispositivo con una MAC 00-0F-66-81-19-A3, el formato EUI-64 de la interfaz ID será 020F:66FF:FE81:19A3. Finalmente la dirección IPv6 completa será 2001:0:1AB:5:20F :66FF :FE81:19A3. Dirección IPv6 local Las direcciones unicast de IPvó locales permiten a dispositivos que estén en la misma red local ser capaces de comunicarse sin necesidad de asignación de un direccionamiento global. Las direcciones locales son utilizadas para el enrutamiento y por los procesos de descubrimiento entre protocolos. Son autoconfiguradas utilizando el prefijo FE80::/10 más el formato EUI-64 ID, según muestra la siguiente figura: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPvó © RA-MA 10 bits 54 bits 64 bits 1111 1110 10 0 Interface ID 265 FE80::/10 Por ejemplo una MAC 00-0F-66-81-19-A3 tendrá una dirección IPv6 Local FF80: :020F:66FF :FE81:19A3. La RFC 4291 especifica otro tipo de dirección unicast. Las direcciones IPv4 son mapeadas a IPv6 concatenando la dirección 0::FFFF:0:0/96 con una determinada dirección IPv4. Por ejemplo la dirección 10.0.0.1 se convierte en 0::FFFF:AOO:1, debido a que 10.0.0.1 es en hexadecimal 0A00:0001. Estas direcciones pueden ser utilizadas por los host dual-stack, que son aquellos que utilizan ambos tipos de direccionamiento. Direcciones IPv6 anycast Una dirección de este tipo es una dirección global que está asignada a dos o más host. Los dispositivos enrutan hacia la dirección más cercana utilizando la métrica proporcionada por el protocolo de enrutamiento. La siguiente figura muestra dos rutas hacia un ISP, ambos routers llevan configuradas la misma dirección IPv6 anycast. Los routers internos simplemente enrutan al cliente hacia el router más cercano al ISP, en este caso el router A. La redundancia hace que el router B se active y que los routers internos converjan hacia él en el caso de que el router A fallase. ISP Las direcciones anycast son creadas asignando la misma dirección a más de un dispositivo. No existe un espacio de direccionamiento designado para anycast. Los dispositivos que emplearán este tipo de dirección deben ser explícitamente configurados y tiene que saber que la dirección es de anycast. www.FreeLibros.com 266 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Todos los routers tienen que soportar la dirección anycast subnet-router para las subredes en las cuales tienen interfaces. Estas direcciones son las direcciones de unicast con la porción de la interfaz ID puestas en 0. Los paquetes enviados a la dirección de anycast subnet-router serán entregados a un router específico en la subred. Direcciones IPvó multicást Una dirección de multicást identifica un grupo de interfaces. El tráfico enviado al grupo llega a todas estas interfaces. Estas pueden a su vez pertenecer a varios grupos multicást simultáneamente. Cada interfaz puede reconocer varias direcciones de multicást incluyendo la dirección all-nodes, la dirección solicitednodes o cualquier otra dirección a la que el nodo pertenezca. Los routers deben ser capaces de reconocer la dirección all-roaters. El formato de una dirección IPvó de multicást se ilustra en la siguiente figura: 8 bits 4 bits 4 bits 112 bits 1111 1111 Flag Scope Group ID FF00::/8 Como se muestra en la figura la dirección IPvó multicást comienza con el prefijo FF00::/8 los siguientes 4 bits son identificadores que se describen a continuación: 1. El primer identificador o bandera es indefinida y siempre tiene el valor de cero. 2. Conocido como el bit “R ” tiene el valor en binario de 1, cuando el RP esté contenido en el paquete multicást. 3. Conocido como el bit “P ” lleva el valor binario 1 en el caso de que la dirección multicást esté basada en un prefijo unicast. 4. Es el llamado bit “T ”, si la dirección está asignada permanentemente lleva el valor 0, si por el contrario el valor es 1 la dirección es temporal. Los 4 bits después de las banderas indican el ámbito de la dirección limitando cuán lejos esta dirección multicást es capaz de llegar. En IPv4 se utiliza el TTL para poder efectuar esta tarea pero no es un mecanismo exacto debido a que la distancia permitida por el TTL puede ser demasiado larga en una dirección y www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 © RA-MA 267 demasiado corta en otra. El ámbito en IPvó es lo suficientemente flexible como para limitar multicást en un sitio o una empresa determinada. Los ámbitos están definidos en hexadecimal y son los siguientes: • Valor 1: ámbito interfaz-local, usado para las interfaces loopback. • Valor 2: ámbito link-local, similar al ámbito unicast link-local. • Valor 4: ámbito admin-local; debe ser administrativamente configurado. • Valor • Valor pertenecientes a múltiples sitios u organizaciones. • Valor E: es de ámbito global. 5: ámbito site-local; sólo abarca un sitio. 8: ámbito El ID del grupo multicást son los 112 bits de menor ámbito de la dirección. Todos los dispositivos deberían reconocer y responder a estas direcciones multicást de todos los nodos: • FFO1:: 1 correspondiente a la interfaz local. • FF02::1 correspondiente al enlace local. Las direcciones de multicást solicited-nodes son utilizadas en los mensajes de solicitud de vecinos y son enviadas en un enlace local por un dispositivo que quiere determinar la dirección de la capa de enlace de otro dispositivo en el mismo enlace local. Este mecanismo se asemeja a ARP en IPv4. Una dirección de multicást solicited-nodes comienza con el prefijo FF02::1:FF00:/104 y en los últimos 24 bits insertando las direcciones unicast o anycast del dispositivo. Los routers deben poder responder a las direcciones multicást all-router: • FF01 ::2 es la dirección de interfaz local. • FF02::2 es la dirección de enlace local. • FF05::2 es la dirección del sitio local. Los routers también se unen a otros grupos para soportar protocolos de enrutamiento como por ejemplo, OSPF versión 3 (OSPFv3) utiliza FF02::5 y FF02::6, y RIPng (Routing Information Protocol new generation) utiliza FF02::9. www.FreeLibros.com or 268 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Asignamiento de direcciones IPvó Las direcciones Ipv6 pueden ser asignadas de manera manual o de forma dinámica usando DHCPvó o autoconfiguración stateless. • Manual: el administrador es el encargado de asignarlas y configurarlas manualmente, supone más trabajo y demanda llevar un registro de las direcciones que han sido asignadas y a qué host. • Autoconfiguración stateless: cada router anuncia información de red incluyendo el prefijo asignado a cada una de sus interfaces. Con la información contenida en este anuncio los sistemas finales crean una dirección única al concatenar el prefijo con el ID en formato EUI-64 de la interfaz. El nombre steteless viene de que ningún dispositivo lleva un registro de las IP que se van asignando. Los sistemas finales piden información de red al router usando un mensaje específico denominado Router Solicitation y los routers responden con un mensaje Router Advertisement. Existe un proceso denominado DAD (Duplícate Address Detection), que se encarga de verificar que las IPs no estén en uso, no sean duplicadas. • DHCPv6: se puede definir este método como autoconfiguración stateful y el funcionamiento es similar a DHCP tradicional, asignando direccionamiento a los host de un rango preconfigurado. Tiene una ventaja añadida y es que rompe la relación entre MAC e IP (capa 2 y 3) creada si se utiliza la autoconfiguración stateless, aumentando la seguridad. CONFIGURACIÓN DE IPvó IPv6 utiliza versiones actualizadas de los mismos protocolos de enrutamiento disponibles para IPv4. La mayorías de los protocolos trabajan de la misma manera que con IPv4 pero con algunas pequeñas diferencias. El enrutamiento en IPv6 puede llevarse a cabo mediante los siguientes protocolos: • • • • • • Rutas estáticas RIPng EIGRP para IPv6 IS-IS para IPv6 MP-BGP4 (Multiprotocol BGP) OSPFv3 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPvó ©RA-MA 269 Rutas estáticas Tal como ocurre en IPv4 las rutas estáticas en IPv6 se configuran fácilmente. Las rutas por defecto se representan de la siguiente manera El comando para configurar una ruta estática es el siguiente: Router(config)# ipv6 route ipv6-prefix/prefix-length {ipv6-address interface-type interface-number [ipv6-address]} [administrativedistance] [administrativemulticast-distance | unicast | multicást] [next-hop-address] [tag tag] | La RFC 2461, Neighbor Discovery for IPvó, especifica que un router debe ser capaz de identificar la dirección de enlace local de los routers vecinos, pero para rutas estáticas la dirección del próximo salto debe ser configurada como la dirección link-local del router vecino. RIPng RIPng es la nueva generación de RIP para IPv6 y está basado en RIPv2. Tal como RIPv2, este protocolo es un protocolo de enrutamiento vector-distancia que utiliza la cuenta de saltos como métrica, con un máximo de 15, y sus actualizaciones son multicást cada 30 segundos. RIPng utiliza la dirección de multicást FF02::9, ésta es la dirección del grupo multicást de todos los routers que están ejecutando RIPng. RIP envía actualizaciones utilizando UDP puerto 521 dentro de los paquetes IPv6, éstas incluyen el prefijo IPv6 y la dirección del próximo salto de IPv6. EIGRP para IPvó Este protocolo está basado en EIGRP para IPv4, tal como pasa con su antecesor es un protocolo vector-distancia avanzado propietario de Cisco que utiliza una métrica compleja con actualizaciones confiables y el algoritmo DUAL para converger rápidamente. EIGRP para IPv6 se puede configurar a partir de la versión de IOS 12.4(6)T y posteriores. IS-IS para IPv6 IS-IS es un protocolo que se ejecuta directamente en la capa de enlace de datos, por lo tanto es independiente del protocolo de capa 3 que se esté utilizando. Para el manejo de IPv6 con IS-IS solamente se requiere la creación de un nuevo identificador de protocolo y dos nuevos tipos de TLV, IPvó reachability y IPvó www.FreeLibros.com 270 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA interface address. IS-IS permite una actualización de enrutamiento que contenga rutas para IPv4 e IPvó a la vez dando como resultando una utilización con mayor eficiencia en los enlaces que otros protocolos como OSPF. MP-BGP4 para IPvó MP-BGP4 incluye nuevas extensiones para IPvó que permiten transportar información acerca de otros protocolos tales como IPvó o MPLS y lleva un nuevo identificador definido para IPvó. El atributo de next-hop puede incluir una dirección global unicast de IPvó y una dirección link-local. La dirección de red y el atributo NLRI son expresados como prefijos y direcciones IPvó. OSPFv3 OSPFv3 guarda similitudes y diferencias con su antecesor de la versión 2, a continuación se describen dichas características. Similitudes entre OSPFv2 y OSPFv3 OSPFv3 comparte muchas características de OSPFv2, sigue siendo un protocolo de estado de enlace que utiliza el algoritmo de Dijkstra SPF para seleccionar los mejores caminos a través de la red. Las rutas en OSPFv3 son organizadas en áreas con todas las rutas conectadas al área 0 o área de backbone. Los routers OSPFv3 se comunican con sus vecinos intercambiando helio, LSA y también DBD y ejecutan el algoritmo SPF contra la base de datos del estado de enlace acumulada (LSDB). OSPFv3 utiliza el mismo tipo de paquetes que la versión 2, forma las relaciones de vecinos con el mismo mecanismo y borra las LSA de forma idéntica. Ambas versiones soportan redes NBMA, non-broadcast y punto a punto. Las IOS de Cisco siguen soportando las tres versiones propietarias de la marca (point-topoint, broadcast y point-to-multipoint nonbroadcast). Los diferentes tipos de áreas y sus capacidades también son soportados en esta nueva versión de OSPF. Diferencias entre OSPFv2 y OSPFv3 Estos protocolos tienen diferentes características, la más relevante es que OSPFv3 soporta prefijos de 128 bits. OSPFv3 se ejecuta directamente dentro de los paquetes IPvó y puede coexistir con OSPFv2. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 ©RA-MA 271 Los dos protocolos nunca intercambiaran información mutuamente. Se puede definir este comportamiento como ships in the night que es una terminología empleada bastante común que describe un proceso que no influye en otro. Las direcciones de multicást de OSPFv2 son de 224.0.0.5 y 224.0.0.6, OSPFv6 utiliza las direcciones de multicást FF02::5 para todos los routers OSPF y FF02::6 para todos los DR y BDR. Los routers que ejecutan OSPFv3 pueden soportar varias direcciones por interfaz, incluyendo la dirección link-local, la dirección global, la dirección de multicást, las dos direcciones de OSPFv3, etc. OSPFv2 construye las relaciones entre redes con términos tales como “red” o “subred” lo que implica una dirección IP específica en una interfaz. En cambio OSPFv3 solamente se ocupa de la conexión a través del enlace hacia su vecino por lo tanto, en la terminología en OSPFv3 se habla de “link”. La dirección link-local es el origen de las actualizaciones y no de la dirección local de unicast. La cabecera del paquete de OSPFv3 es de 16 bytes mientras que la de OSPFv2 es de 24 bytes. La autenticación no se incluye dentro de la versión 3. Los dos campos de autenticación y tipo de autenticación que aparecen en la cabecera de OSPFv2 no están presentes en la versión 3. OSPFv3 confía en las capacidades de IPvó para proporcionar autenticación y encriptación utilizando extensiones de cabecera. Versión Type Packet Length Router ID Area ID Checksum Instance ID 0 OSPFv2 puede ejecutar varios procesos pero sólo uno pior enlace. El nuevo campo ID en la cabecera de OSPFv3 es usado para diferenciar procesos de OSPF, dos instancias deben tener el mismo ID para que sean capaces de comunicarse una con la otra. Esto permite a múltiples dominios de enrutamiento comunicarse a través del mismo enlace. Cada instancia mantiene diferentes tablas de vecinos, bases de datos, estados de enlace y árboles SPF. Sorprendentemente y a pesar de todos estos progresos, en OSPFv3 el router ID y el área ID aún se expresan en números de 32 bits y son escritos en formato decimal como las direcciones IPv4. El www.FreeLibros.com 272 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA DR y BDR en OSPFv3 son identificados por el router ID y no por la dirección IP y son elegidos como en OSPFv2. Tipos de LSA OSPFv3 y OSPFv2 utilizan un conjunto de LSA similares pero no idénticas. La siguiente tabla muestra las LSA de OSPFv3 incluido el código de función el cual indica la función de cada LSA. Código Nombre Descripción 1 Router-LSA Anuncia el router ID desde un área hacia un router. 2 Network-LSA Anuncia el router ID desde un área hacia el DR. 3 Inter-AreaPrefix-LSA Anuncia prefijos desde un área a otra. 4 Inter-AreaRouter-LSA Anuncia la ubicación de un ASBR. 5 AS-ExtemalLSA Anuncia redistribuciones dentro de OSPF. 6 GroupMembership LSA Anuncia información multicást. 7 Type-7-LSA Anuncia rutas externas NSSA. 8 Link-LSA Anuncia la dirección de un enlace directamente conectado a un vecino. 9 Intra-AreaPrefix-LSA Anuncia prefijos asociados a un router. Las LSA de tipo 1 y 2 no llevan ningún tipo de prefijo o ruta sin embargo contienen ID de 32 bits. Las de tipo 3 y 4 han sido renombradas pero todavía www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 8. IPv6 273 realizan las mismas funciones que en OSPFv2. Las de tipo 8 y 9 son ahora nuevas LSA en OSPFv3. Los prefijos de direccionamiento son almacenados como prefix, options, y prefix length. Son expresadas como prefijo y longitud de prefijo, que es un formato más flexible que en OSPFv2 con prefijo y máscara. En OSPFv3 los tipos 3 y 9 de LSA llevan toda la información del prefijo del dispositivo IPvó. En OSPFv4 el prefijo IPv4 es transportada en las LSA de tipo i y 2. Las LSA son originadas desde la dirección link-local de una interfaz y tienen como destino una dirección IPvó OSPF de multicást. CONFIGURACIÓN DE IPvó EN OSPFv3 Antes de la configuración de cualquier protocolo de enrutamiento, IPvó tiene que ser soportado y configurado en el router. Este comando viene por defecto deshabilitado. La siguiente sintaxis muestra la configuración de IPvó: Router(config)#ipv6 unicast-routing CEFvó (Cisco Express Forwarding versión 6) es una tecnología de conmutación avanzada para enviar paquetes IPvó. Para CEFvó el comando es el siguiente: Router(config)#ipv6 cef Para configurar las interfaces con direcciones IPvó unicast se utiliza el siguiente comando: Router(config-if)#ipv6 address ipv6-address/prefix-length [eui-64] El parámetro eui-64 hace que el router complete los 64 bits de bajo orden de la dirección utilizando el identificador universal extendido EUI-64. La siguiente figura y la sintaxis más abajo muestran un ejemplo de configuración IPv6: www.FreeLibros.com 274 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA RouterA#configure terminal RouterA(config)#ipv6 unicast-routing RouterA(config)#ipv6 cef RouterA(config)#interface fastethernetO/O RouterA(config-if)#description Local LAN RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:1::2/64 RouterA(config-if)#interface serial 1/0 RouterA(config-if)#description point-to-point connection to Internet RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:5::1/64 Las dos principales diferencias en la configuración y la resolución de fallos entre OSPFv2 y OSPFv3 son: • La inclusión de la palabra clave IPv6 en los comandos de OSPFv3. • Las interfaces son habilitadas en el modo de configuración de interfaz en OSPFv3 en lugar de utilizar el comando network dentro del protocolo de enrutamiento. Asumiendo que IPvó está habilitado y que las direcciones IPvó están configuradas correctamente en las interfaces correspondientes, los comandos para habilitar OSPFv3 son los siguientes: Router(config)#ipv6 router ospf process-id Router(config-rtr)#router-id 32-bit-router-id Router(config-rtr)#area area-id range summary-range/prefix-length [advertise | notadvertise] [cost cost] Router(config-rtr)#interface type number Router(config-if)#ipv6 ospf process-id area area-id [instance instance-id] Router(config-if)#ipv6 ospf priority priority Router(config-if)#ipv6 ospf cost interface-cost www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPvó ©RA-MA 275 El router ID debe ser un número de 32 bits en formato de dirección decimal jpv4 y tiene que ser único, se puede utilizar para este valor una dirección IPv4 ya establecida en el router. La prioridad funciona de la misma manera que OSPFv2, el valor por defecto de la prioridad es 1. El router con mayor prioridad tiene más posibilidades de ser DR o BDR, mientras que 0 significa que el router no participará de dicha elección. El coste permanece igual en ambas versiones, que p0r defecto es inversamente proporcional al ancho de banda de la interfaz. El coste se puede modificar con el comando ipv6 ospf cost. El comando area range provee sumarización, por defecto deshabilitada, en OSPFv3 y en OSPFv2. Para OSPFv3 el coste de una ruta sumarizada es el mayor coste de todas las rutas que la componen. OSPFv3 permite redistribución de rutas desde y hacia protocolos de enrutamiento IPvó y permite la entrada de rutas de la misma manera que lo permite OSPFv2. Para facilitar la comprensión de la configuración de OSPFv3 se muestra un ejemplo en la siguiente topología: 1 LoopbackO 2001:0:1:FFFF:: 1/64 Ambos routers son ABR y el router B lleva configurada una interfaz de loopback. La configuración básica del router A se muestra en la siguiente sintaxis, mientras que el router B está configurado de una manera similar: RouterA#configure terminal RouterA(config)#ipv6 unicast-routing RouterA(config)#ipv6 cef RouterA(config)#ipv6 router ospf 1 RouterA(config-rtr)#router-id 10.255.255.1 www.FreeLibros.com 276 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA RouterA(config-rtr)#interface fastethernetO/O RouterA(config-if)#description Local LAN RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:1::2/64 RouterA(config-if)#ipv6 ospf 1 area 1 RouterA(config-if)#ipv6 ospf cost 10 RouterA(config-if)#ipv6 ospf priority 20 RouterA(config-if)#interface serial 1/0 RouterA(config-if)#description multi-point line to Internet RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:5::1/64 RouterA(config-if)#ipv6 ospf 1 area 0 RouterA(config-if)#ipv6 ospf priority 20 VERIFICACIÓN DE IPvó EN OSPFv3 Para la verificación de OSPFv3 se pueden emplear muchos de los comandos de la versión 2. El comando show ipv6 route mostrará las rutas advertidas, asumiendo que las rutas estén incluidas en la tabla se podrán emplear otros comandos para la verificación tales como ping [ipv6] ipvó-address. El parámetro ipvó es opcional, normalmente la IOS detecta la versión IP que se está utilizando. El siguiente comando activa el recálculo de OSPF y actualiza la tabla de enrutamiento: clear ipv6 ospf [p r o c e s s - i d ] {process counters [neighbor [neighbor-interface |force-spf | redistribution | \n eighbor-id ]]} La siguiente sintaxis está basada en la configuración de los routers del ejemplo anterior: RouterA#show ipv6 route IPv6 Routing Table - 6 entries Codes: C - Connected, L - Local, S - Static, R - RIP, B - BGP U - Per-user Static route II - ISIS Ll, 12 - ISIS L2, IA - ISIS interarea 0 - OSPF intra, OI - OSPF Ínter, OEl - OSPF ext 1, 0E2 -OSPF ext 2 C 2001:0:1:2::/64 [0/0] via ::, FastEthernetO/O L 2001:0:1:2::2/128 [0/0] via ::, FastEthernetO/O 01 2001:0:1:6::/64 [110/1010] via FE80::213:8OFF:FE63:D676, FastEthernet0/0 O 2001:0:1:FFFF::1/128 [110/10] via FE80::213:8OFF:FE63:D676, FastEthernet0/0 L FE80::/10 [0/0] ia ::, NullO L FF00::/8 [0/0] via ::, NullO www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 ©RA-MA RouterA#ping ipv6 277 2001:0:1:FFFF::1 Tvpe escape sequence to abort. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 2001:0:1:FFFF::1, timeout is 2 seconds: i i ¡ •! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/2/4 ms Este comando muestra información acerca de una interfaz determinada: show ipv6 interface [brief] [interface-type ínterface-number] [prefix] R o u t e r A # s h o w ipv6 interface brief FastEthernetO/O [up/up] FE80::213:80FF:FE63:D66E 2001:0:1:1::2 Seriall/0 [up/down] F E 8 0 : : 2 1 3 : 8 OFF: F E 6 3 : D66E 2 0 0 1 : 0 : 1 : 5 : :1 Una de las razones de que las rutas de OSPFv3 no sean propagandas desde una interfaz puede ser que no esté habilitado OSPFv3correctamente en dicha interfaz. La manera rápida y sencilla de comprobarlo obteniendoa su vez información específica es a través del comando show ipv6 ospf interface. RouterA#show ipv6 ospf interface faO/O FastEthernet0/0 is up, line protocol is up Link Local Address FE80::213:80FF:FE63:D66E, Interface ID 2 Area 1, Process ID 1, Instance ID 0, Router ID 10.255.255.1 Network Type BROADCAST, Cost: 10 Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 20 Designated Router (ID) 10.255.255.2, local address F E 8 0 : : 2 1 3 : 8 OFF: F E 6 3 : D676 Backup Designated FE80::213:80FF:FE63 router (ID) 10.255.255.1, local address D66E Timer intervals configured, Helio 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5 Helio due in 00:00:01 Index 1/1/2, flood queue length 0 Next 0x0(0)/0x0(0)/0x0(0) Last flood sean length is 1, máximum is 2 Last flood sean time is 0 msec, máximum is 0 msec Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1 Adjacent with neighbor 10.255.255.2 (Designated Router) Suppress helio for 0 neighbor(s) El router ID y los temporizadores se pueden verificar con el comando show ipvó ospf. La verificación de la relación de vecindad se puede establecer con el comando show ipvó ospf neighbor [detail]. Las bases de datosde OSPFv3 se pueden mostrar utilizando los comandos show ipvó ospf database para verificar la lista de LSA recibidas y conocer como las rutas están siendo propagadas y show www.FreeLibros.com 278 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA ipv6 ospf database database-summary proporciona cantidades totales de los diferentes tipos de LSA. A continuación se copian varias mencionados: salidas de los ejemplos antes RouterA#show ipv6 ospf Routing Process "ospfv3 1" with ID 10.255.255.1 SPF schedule delay 5 secs, Hold time between two SPFs 10 secs Minimum LSA interval 5 secs. Minimum LSA arrival 1 secs LSA group pacing timer 240 secs Interface flood pacing timer 33 msecs Retransmission pacing timer 66 msecs Number of external LSA 0. Checksum Sum 0x000000 Number of areas in this router is 2. 2 normal 0 stub 0 nssa Area BACKBONE(0) (Inactive) Number of interfaces in this area is 1 SPF algorithm executed 1 times Number of LSA 1. Checksum Sum 0x008A7A Number of DCbitless LSA 0 Number of indication LSA 0 Number of DoNotAge LSA 0 Flood list length 0 Area 1 Number of interfaces in this area is 1 SPF algorithm executed 9 times Area ranges are 2001:0:1::/80 Passive Advertise Number of LSA 9. Checksum Sum 0x05CCFF Number of DCbitless LSA 0 Number of indication LSA 0 Number of DoNotAge LSA 0 Flood list length 0 RouterA#show ipv6 ospf neighbor detail Neighbor 10.255.255.2 In the area 1 via interface FastEthernet0/0 Neighbor: interface-id 2, link-local address FE80::213:8OFF:FE63:D676 Neighbor priority is 20, State is FULL, 6 state changes DR is 10.255.255.2 BDR is 10.255.255.1 Options is 0x8lEA8189 Dead timer due in 00:00:31 Neighbor is up for 00:03:28 Index 1/1/1, retransmission queue length 0, number of retransmission 1 First 0x0(0)/ 0 x 0 (0)/ 0 x 0 (0) Next 0x0(0)/ 0 x 0 (0)/ 0 x 0 (0) Last retransmission sean length is 2, máximum is 2 Last retransmission sean time is 0 msec, máximum is 0 msec RouterA#show ipv6 ospf database database-summary OSPFv3 Router with ID (10.255.255.1) (Process ID 1) Area 0 database summary LSA Type Count Delete Maxage www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 ©RA-MA Router Network Link prefix inter-area Prefix Inter-area Router ipype—7 External Subtotal 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 279 Area 1 database summary 2 0 Router 1 0 Network 2 0 Link 1 0 prefix 0 Inter-area Prefix 1 0 inter-area Router 0 0 0 Type-7 External 0 7 Subtotal Process 1 database summary Count Delete LSA Type 3 0 Router 1 0 Network 2 0 Link 1 0 Prefix 0 Inter-area Prefix 1 Inter-area Router 0 0 0 0 Type-7 External 0 0 0 0 0 0 0 0 Me 0 0 0 0 0 0 0 TRANSICIÓN DESDE IPv4 A IPv6 Teniendo en cuenta que la mayoría de las redes que existen en Internet están implementadas sobre IPv4 deben existir mecanismos que hagan posible la coexistencia de ambas versiones. Puede haber varios tipos de sistemas para ejecutar esta transición: • Dual stack • Tunneling • Translation Dual stack Con este mecanismo es posible ejecutar IPv4 e IPvó a la vez sin comunicación entre ambas versiones. Los host y los routers llevan configuraciones de las dos versiones de IP y utilizan independientemente unas u otras según los www.FreeLibros.com 280 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA recursos que quieran alcanzar. Si un recurso en concreto proporciona ambas versiones sería conveniente utilizar IPvó para alcanzarlo. Para habilitar dual stack en un router Cisco es necesario implementar IPv6 y configurar las interfaces con las direcciones IP correspondientes según muestra el siguiente ejemplo: RouterA#configure terminal RouterA(config)#ipv6 unicast-routing RouterA(config)#ipv6 cef RouterA(config)#interface fastethernetO/O RouterA(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:1::2/64 Este mecanismo de dualidad permite a los servidores, clientes y aplicaciones moverse gradualmente hacia el nuevo protocolo provocando un mínimo impacto durante el proceso de transición a IPvó. Tunneling El mecanismo que proporciona dual stack funciona correctamente siempre y cuando la infraestructura pueda soportar los dos protocolos, pero hay casos en los que los dispositivos sólo soportan IPv4, como por ejemplo en equipos de core. Hasta que estos equipos sean actualizados se debe utilizar otro tipo de técnica que pueda ejecutar IPvó a través de IPv4. Utilizando túneles los routers que están ejecutando a la vez IPv4 e IPv6 encapsularán el tráfico IPvó dentro de paquetes IPv4. El origen de los paquetes IPv4 es el propio router local y el destino será el router en el extremo del túnel. Cuando el router destino recibe el paquete IPv4 lo desencapsula y hace un reenvío del tráfico IPvó que estaba encapsulado. Este sistema de tunneling es efectivo pero incrementa las MTU debido a que se consumen 20 bytes con cada cabecera IPv4 en los enlaces intermedios y que además es difícil la resolución y seguimiento de problemas. Existen cuatro tipos de túneles: • • • • Manual tunnels 6-to-4 Teredo ISATAP (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol) www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 ©RA-MA 281 Manual Tunnels La configuración de este mecanismo no es difícil, como se muestra en el ejemplo para el router A: Cabecera IPv6 Origen 2001:0:1:2:: 2 Destino 2001:0:1:1:: 2 D a to sIP v 6 Cabecera IPv4 Origen 192.163.1,1 Destino 192.168.7.1 Cabecera IPv6 Origen 2001:0:1:2:: 2 Destino 2001:0:1:1:: 2 D ato sIP v6 Cabecera IPv6 Origen 2001:0:1:2::2 Destino 2001:0:1:1::2 Datos IPv6 RouterA#configure terminal RouterA(config)#interface tunnelO RouterA(config-if)#ipv6 address 2001:0:1:5::1/64 RouterA(config-if)#tunnel source 192.168.1.1 RouterA(config-if)#tunnel destination 192.168.7.1 RouterA(config-if)#tunnel mode ipv6ip El comando tunnel mode ipv6ip especifica que el túnel es manual y que IPvó es el protocolo pasajero siendo IPv4 el encargado de encapsular y transportar a IPvó. El comando show interface tunnel muestra detalles acerca de la interfaz mientras que el comando clear counters tunnel interface-number limpia los contadores mostrados en el comando anterior. Túneles 6-to-4 Un túnel de este tipo funciona de manera similar a un túnel manual excepto por el hecho de que es creado automáticamente. Los túneles 6-to-4 utilizan direcciones IPv6 que enlazan las direcciones 2002: :/16 con la dirección IPv4 de 32 bits del router borde creando un prefijo de 48 bits. www.FreeLibros.com 282 ©RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo Un ejemplo de túnel con 6-to-4 es el siguiente, la interfaz túnel en el router A tiene un prefijo de 2002:C0A8:501::/48, donde el valor hexadecimal C0A8:501 equivale a 192.168.5.1 en decimal, que es la dirección IPv4 de esta interfaz. La interfaz túnel en el router B tiene un prefijo de 2002:C0A8:122::/48, donde C0A8:122 es el valor hexadecimal y 192.168.1.34 es la dirección IPv4 en esta interfaz. Cabecera IPv6 Origen 2002: C0A9:SOI: 1::2 Destino 2 0 0 2 :C 0 A 8 :122:1::2 D atosIP v6 Cabecera IPv4 Origen 192.168,5.1 Destino 192.168.1.34 Cabecera IPv6 Origen 2002: C0 A 8:S 0 1:1: :2 Destino 20O2:COA8:122:1:: 2 Cabecera IPv6 Origen 2 00 2:C0A8:S01:1::2 Destino 2002:C Q A 8:122:1:: 2 Datos IPv6 D atosIPv6 Cada router tiene configurada una ruta estática hacia el prefijo del otro router. Cuando el router A recibe tráfico con una IP de destino de 2002 :C0A8:122:1::2 se activa el siguiente proceso: 1. El router A extrae la dirección IPv4 de la dirección IPv6, en este caso la dirección IPv4 es C0.A8.01.22, equivalente en decimal a 192.168.1.34. 2. El router A encapsula el paquete IPv6 en un paquete IPv4 con una dirección de destino de 192.168.1.34, el paquete es enrutado normalmente a través de la red IPv4 hacia el router B. 3. El router B recibe el paquete, desencapsula el paquete IPv6 y lo enruta normalmente hacia el destino final IPv6. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 8. IPv6 © r a -m a 283 Teredo Otro tipo de túneles son los llamados Teredo. Éstos encapsulan paquetes IPvó en segmentos IPv4 UDP y trabajan de manera similar a los otros mecanismos anteriores con el agregado de poder atravesar redes que están utilizando NAT y firewall. La RFC 4380 describe el funcionamiento de este mecanismo. ISATAP ISATAP trata la red como una NBMA de IPv4 y permite a la red privada IPv4 implementar incrementalmente IPv6 sin actualizar la red. La RFC 4214 describe el funcionamiento de ISATAP. Translation El problema del mecanismo de túneles, ya sea manual o automático, es que es una solución dual stack. Los clientes IPv6 tienen que seguir soportando IPv4 para conectar con otros dispositivos IPv4. Translation es un tipo de solución diferente que permite a dispositivos IPv6 comunicarse con dispositivos IPv4 sin necesidad de requerir de dual stack. SIIT (Stateless IP/ICMP Translation) traduce los campos de la cabecera IP, y NAT-PT (NAT Protocol Translation) asocia la dirección IPvó a la dirección IPv4. Cuando IPv6 se utiliza en la parte privada de una red, un dispositivo NAT-PT recibe tráfico IPv6 en su interfaz de entrada y reemplaza la cabecera IPv6 con una cabecera IPv4 antes de enviar el tráfico por la interfaz de salida. El tráfico de regreso recibe el tratamiento inverso permitiendo una comunicación de dos vías. Los dominios de enrutamiento IPv4 e IPv6 también pueden estar conectados usando ALG (Application-Level Gateways) o un Proxy. Un Proxy intercepta tráfico y lo convierte al protocolo correspondiente. Un ALG independiente es requerido para soportar cada protocolo,. de esta manera este método sólo soluciona algunos problemas específicos de translation. BIA (Bump-in-the-API) y BIS (Bump-in-the-Stack) son implementaciones de NAT-PT dentro de un host. BIA/BIS intercepta las llamadas de un sistema IPv4 y dinámicamente responde con IPvó, permitiendo, por ejemplo, que un servidor sea reconvertido a IPv6 sin tener que reescribir el código de las aplicaciones. Este sistema no funcionará para aplicaciones que lleven direcciones IP embebidas como por ejemplo ocurre con FTP. www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com PARTE II www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com Capítulo 9 DISEÑO DE REDES FUNCIONALIDAD DE SWITCHING Para iniciar el estudio de las tecnologías de switching es importante conocer qué es y cómo funciona el modelo de referencia OSI. En este punto se considera que ya ha sido asimilado por el lector en fases anteriores de su formación técnica en Cisco, aunque sí que es función de este libro proporcionar al alumno las claves para poder comprender las diferencias entre switching y routing en las capas 2, 3 y 4 del modelo de referencia OSI involucradas en estas funciones. El proceso de encapsulación de los datos sigue la siguiente secuencia: 1. Datos 2. Segmentos 3. Paquetes 4. Tramas 5. Bits www.FreeLibros.com 288 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA La siguiente tabla describe las diferentes capas del modelo OSI, su correspondiente PDU (Protocol Data Unit) y el dispositivo asociado a éstas: PDU Dispositivo Datos Aplicaciones Segmentos Puertos TCP Paquetes Router Tramas Switch Bits Medios 7 Aplicación 6 Presentación 5 Sesión 4 Transporte 3 Red 2 Enlace de Datos 1 Física Conmutación de capa 2 La función de conmutación en capa 2 es proporcionada por aquellos dispositivos que son capaces de transportar tramas entre dos interfaces ofreciendo las siguientes capacidades: • Aprender direcciones MAC a partir de una trama entrante. • Mantener actualizada una tabla en la que se asocie dirección MAC y puerto por el que se aprendió. • Reenviar por todos los puertos excepto por el que se recibió tramas de broadcast y multicast. • Reenviar por todos los puertos excepto por el que se recibió tramas desconocidas. • Evitar bucles de red entre los diferentes equipos involucrados utilizando el protocolo Spanning Tree (STP) o mediante cualquier otra tecnología o protocolo que pueda ser utilizada para este fin. Es muy importante tener clara la diferencia entre un bridge (puente) y un switch y su desempeño en esta capa, ya que son los dispositivos involucrados fundamentalmente en este nivel. Los bridges son dispositivos capaces de conmutar www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES © RA-MA 289 tramas realizando las funciones arriba detalladas, mientras que los switches, ademas, son capaces de conmutar las tramas y desarrollar esas funcionalidades utilizando ASIC específico, es decir, los switches son capaces de realizar esas funciones por hardware, de forma mucho más eficiente y rápida. Se debe tener en cuenta también si el proceso de conmutación se produce al mover tramas entre dos interfaces del mismo tipo en nivel 1, como es el caso de Ethernet, o entre dos interfaces de distinto tipo por ejemplo Ethernet y FDDI. En caso de ser dos interfaces del mismo tipo no será necesario modificar la cabecera de capa 2, pero en el caso de que la conmutación se produzca entre dos interfaces de distinto tipo será necesario modificar la cabecera de capa 2 antes de enviar la trama a la capa 1. La conmutación en capa 2 puede ser muy apropiada para entornos pequeños donde todos los host comparten el mismo dispositivo de interconexión; pero esta tecnología no es escalable, ya que al interconectar varios dispositivos de capa 2 hay que tener en cuenta que STP (Spanning Tree Protocol) y los tiempos de convergencia de STP son muy elevados. Enrutamiento de capa 3 Los dispositivos involucrados en el enrutamiento de capa 3 realizan las siguientes funciones: • Los paquetes se reenvían entre redes basándose en direcciones de capa 3. • El camino óptimo entre dos puntos se calcula teniendo en cuenta diferentes métricas como pueden ser saltos, retraso, ancho de banda, combinación de las anteriores, etc. • Para reenviar un paquete el router busca en la tabla de enrutamiento cual es la dirección IP del siguiente salto para el destino concreto y el interfaz saliente del router. • El camino óptimo para un destino puede ser elegido entre varias posibilidades, incluso puede ocurrir que existan varios caminos óptimos. • Los routers se comunican entre sí utilizando protocolos de enrutamiento o routing. • Los paquetes de broadcast no se reenviarán (excepto en casos muy concretos). • Los paquetes de multicast www.FreeLibros.com se reenviarán dependiendo de la 290 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA configuración que tengan los routers. En el caso del enrutamiento de capa 3 es posible realizar una segmentación de la red para controlar los broadcast debido a que los broadcast no son reenviados. En cuanto al direccionamiento en el caso del enrutamiento de capa 3 es posible realizar un direccionamiento lógico, ya que se disponen de mecanismos para traducir esas direcciones lógicas de capa 3. Por ejemplo ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones) permite relacionar unívocamente direccionamiento IP (direccionamiento lógico capa 3) con direccionamiento MAC (direccionamiento físico capa 2). En el caso del enrutamiento de capa 3, el router debe leer la cabecera para conocer el destino, en este proceso además es posible implementar alguna política de seguridad dependiendo de las direcciones de origen y destino. En el enrutamiento de capa 3 las decisiones de ruta se realizan de forma constante con recursos intensivos de CPU, utilizando ciclos, lo cual desencadena un retardo en la toma de decisión. Conmutación de capa 3 Los dispositivos que son capaces de conmutar en capa 3 realizan las mismas funciones que los dispositivos capaces de enrutar en capa 3, pero teniendo en cuenta que las decisiones de reenvío se realizan mediante ASIC y no mediante ciclos de CPU, lo cual redunda en una conmutación a velocidad del medio, eliminando así los posibles cuellos de botella del enrutamiento de capa 3. Conmutación de capa 4 La conmutación en capa 4 permite un control mucho más exhaustivo del intercambio de la información, ya que se comprueban las cabeceras hasta capa 4, es decir, es posible conmutar teniendo en cuenta la aplicación que se va encaminar. Las funciones que puede realizar un dispositivo capaz de encaminar en capa 4 son las siguientes: • La información se conmuta teniendo en cuenta la información de la aplicación en capa 4 y por supuesto el direccionamiento en capa 2. • Se examina la cabecera de los protocolos de capa 4. • En la lectura de las cabeceras de capa 4 se puede comprobar la aplicación tanto de origen como de destino. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES ©RA-MA 291 Como se puede demostrar, la conmutación en capa 4 puede afinar mucho más acertadamente las decisiones sobre la conmutación y se pueden tomar decisiones teniendo en cuenta además de las direcciones de origen y destino las aplicaciones (Calidad de Servicio). La conmutación se realiza utilizando ASIC específicos muy especializados que permiten realizar esta conmutación a velocidad de línea, aunque es cierto que para mantener la información sobre MAC de origen, de destino, IP de origen y destino y aplicación de origen y destino, serán necesarias memorias más grandes y rápidas, con lo que el coste de estos dispositivos será generalmente muy elevado. Conmutación multicapa La conmutación multicapa (Multilayer Switching) permite que los dispositivos sean capaces de conmutar información combinando las ventajas de la conmutación en las capas 2, 3 y 4, ejecutando la conmutación a velocidad de línea y gracias al CEF (Cisco Express Forwarding) la tabla de enrutamiento se mantiene actualizada entre los ASIC permitiendo así un alto rendimiento minimizando los retardos de operación. REDES DE CAMPUS Una red de campus consiste en un conjunto de redes LAN en uno o varios edificios, esas LAN pueden utilizar diferentes tecnologías y suelen estar situadas normalmente en la misma área geográfica. En el diseño de las redes de campus resulta fundamental conocer el flujo de tráfico para poder realizar ese diseño lo más eficientemente posible. En el diseño de redes de campus existen diversos modelos según el tipo y necesidad de diseño: • Red Compartida • Segmentación de LAN • Tráfico de Red • Red Predecible • Red Jerárquico Modelo de red compartida En este modelo la disponibilidad y el rendimiento es inversamente proporcional al número de host que estén en ella, puede utilizar tecnologías que www.FreeLibros.com 292 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA utilicen metodologías de máximo esfuerzo, como Ethernet o deterministas como Token Ring. También se debe tener en cuenta que en sistemas de máximo esfuerzo las colisiones pueden ocurrir, y de hecho ocurren, sin embargo en las tecnologías de token como Token Ring esto no ocurre porque la ocupación del medio va por tumos o tokens de manera ordenada y precisa. Para solucionar el problema del rendimiento en la red compartida se puede optar por dividir la red en distintos dominios de colisión, mediante bridges o switches. Es importante recordar que los bridges o switches no reenvían las tramas por todos los puertos a no ser que se trate de un reenvío de broadcast o multicast. En el caso del broadcast y del multicast se produce una inundación por el total de puertos y en el caso del broadcast las tramas son leídas y procesadas por todos los host del segmento, a diferencia del tráfico de multicast que sólo es procesado por los host del segmento que están suscritos al grupo de multicast en concreto. Si se analiza el tráfico de una red compartida se podrá ver la relación directa que existe entre el número de host y el número de tramas de broadcast, ya que son muchos los protocolos que utilizan broadcast en capa 2, como por ejemplo DHCP, GNS, ARP, etc. En este modelo hay que destacar que existe el problema añadido de que los dispositivos de capa 2 permiten pasar los broadcast y multicast, así que el rendimiento de la red mejorará, pero extendiendo los broadcast de capa 2 más allá de los límites establecidos por los switches y bridges de capa 2. Modelo de segmentación de LAN El modelo de segmentación de LAN va más allá que el modelo de red compartida porque no se permite que los broadcast de capa 2 se extiendan más allá de los límites establecidos, esto se hace dividiendo la red en varias LAN o VLAN. Para ello se establecen los límites de los segmentos utilizando dispositivos de capa 3, de esta forma se limitarán los broadcast de capa 3. Los dispositivos de nivel 3 que se pueden utilizar en este modelo son routers o switches de capa 3, los cuales proporcionan todas las ventajas de los dispositivos de capa 2, pero además añaden una segmentación al nivel lógico establecido en la capa 3, con lo que el rendimiento mejora también en el caso de disponer de broadcast de capa 2. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES © r A-MA 293 La segmentación se puede realizar dividiendo en LAN o en VLAN, la diferencia básica reside en que la LAN utilizará todo el medio para ella sola, mientras que la VLAN utilizará un etiquetado o encapsulado que permitirá diferenciar el tráfico de una VLAN con el de otra, de esta forma el tráfico no se mezclará pudiendo disponer de una segmentación lógica que permitirá una flexibilidad mucho más grande. El siguiente ejemplo ilustra un modelo de segmentación con un router: Modelo de tráfico de red Este modelo se basa en el movimiento de información dentro de la red. En redes corporativas estándar se puede aplicar el modelo del 80/20, es decir, el 80% del tráfico se queda en el segmento local y sólo el 20% del tráfico atraviesa el core de la red. Esta situación puede parecer la más normal, pero habrá que tener en cuenta que existen redes en las cuales el tráfico mayoritariamente atraviesa el core de la red, por ejemplo, una red de una empresa de hosting en la que la mayoría del tráfico no es interno sino que es tráfico que va a salir a Internet y que atravesará el core o núcleo de la red. El modelo del 80/20 puede ser uno de los modelos más comunes utilizados, pero implica que los servidores de aplicación se encuentran más cerca del usuario y no se disponen de servicios centralizados masivos. Este modelo tiene una serie de requisitos importantes: • Los recursos más utilizados tienen que estar lo más próximos al usuario como sea posible. www.FreeLibros.com 294 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Las aplicaciones tienen que estar distribuidas de forma que el tráfico se quede siempre que sea posible en el segmento local. • Los usuarios con idénticos requisitos tienen que estar lo más próximos posible, ya sea proximidad física en el caso de LAN o proximidad lógica en el caso de VLAN. Este modelo puede sin embargo ser complejo para el administrador de la red y puede no ser viable si la utilización de aplicaciones cliente-servidor es muy extensa. En el caso de disponer de una red en la que la arquitectura cliente-servidor sea la predominante, entonces lo conveniente es el entorno 20/80, en el cual la mayoría del tráfico atravesará el core de la red; por supuesto esta otra visión requerirá que el diseño de la red sea totalmente diferente y adaptado a esas necesidades. Este modelo se describe a continuación. Modelo de red predecible El modelo predecible tiene que ser el modelo que permita adaptar la topología de la red a los requisitos del tráfico y que haga posible el menor mantenimiento. Este modelo afrontará el desafío del entorno 20/80 y deberá estar basado en varias capas, las cuales serán acceso, distribución y core, que se describen posteriormente. MODELO DE RED JERÁRQUICO Este modelo es el modelo más conocido de Cisco y se basa en dividir la red de forma lógica en tres niveles o capas: • Acceso • Distribución • Core Cada uno de estos niveles realizará una función bien diferenciada y permitirá que el tráfico pueda ser tratado de forma independiente según el lugar de la red en que se encuentre. El resultado es una topología escalable, fácilmente modificable y aislable que permite un trabajo óptimo, lamentablemente no todas las redes de empresas tienen suficiente estructura como para poder montar claramente un modelo jerárquico, sin embargo para redes de tamaño considerable esta opción termina por ser la única viable. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES ©RA-MA 295 Nivel de acceso El nivel de acceso es el más próximo al usuario y donde se conectan los host. En este nivel comúnmente se dispone de switches de capa 2 con una gran densidad de puertos, con dispositivos de bajo coste. En este nivel también hay que tener en cuenta que es donde se concentra el tráfico de usuario que tiene que ir al nivel superior, con lo que es necesario tener en cuenta que los switches de acceso tendrán que disponer de puertos de uplink que típicamente soportarán varias VLAN. Es en este nivel donde se aplican los primeros filtros al tráfico, se definen VLAN y se comienza a aplicar QoS (Calidad de Servicio). Nivel de distribución Este nivel es el encargado de comunicar la capa de acceso con la de core y de interconectar varios niveles de acceso diferentes. Es en este nivel donde se agregará el tráfico proveniente de las capas inferiores y el primer lugar donde se comenzará a utilizar switching de capa 3 para poder hacer la interconexión entre redes. En este nivel es muy importante que los equipos dispongan de puertos de alta velocidad; donde la QoS tiene una presencia más persistente. Al ser el primer nivel en implementar la capa 3 será hasta aquí donde lleguen los broadcast de las capas inferiores y donde se implementarán políticas de filtrados (ACL). www.FreeLibros.com 296 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Nivel de core Este nivel tiene una única y principal función que es mover el tráfico lo más rápidamente posible suministrando comunicación hacia el exterior sin realizar ninguna tarea más que no sea imprescindible. DISEÑO MODULAR DE RED Aunque en el capítulo anterior se haya descrito el diseño de red por capas también es posible definir este diseño mediante lo que se llama bloques. Estos bloques son unidades lógicas funcionales de equipos que ofrecen un servicio determinado. Los bloques en los cuales se puede definir una red de campus son los siguientes: • Bloque de conmutación: switches de acceso junto con sus switches de distribución. • Bloque de core: el backbone de la red. • Bloque de granja de servidores: conjunto de servidores con sus switches de acceso y distribución. • Bloque de gestión: recursos de gestión de red con sus switches de acceso y distribución. • Bloque de frontera de la empresa: recursos necesarios para conectar la empresa al exterior con sus switches de acceso y distribución. • Bloque de frontera del ISP: servicios externos del ISP contratados por la empresa con sus interfaces al bloque de frontera de la empresa. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES 297 Bloque frontera del ISP Bloque de granja de servidores Bloque de conmutación Bloque de conmutación El bloque de conmutación contiene dispositivos de conmutación del nivel de acceso y distribución. Hay que tener en cuenta que todos los bloques tienen que estar conectados al bloque de core para proporcionar conectividad extremo a extremo en toda la red. El bloque de conmutación por un lado tendrá los switches de capa 2 de acceso y por otro lado tendrá switches de capa 3 de distribución, es decir, en este nivel hay funcionalidades tanto de capa 2 como de capa 3. En este bloque los usuarios finales se conectan, al switch de acceso mediante un puerto dedicado, los switches de acceso se conectan a los switches de distribución de la misma forma y los de distribución a su vez conectarán el bloque con el bloque de core. Este bloque proporciona, además, un blindaje en cuanto al tráfico, ya que los broadcast no deben ir más allá del bloque y por supuesto el protocolo Spanning Tree también queda confinado en el bloque. En este tipo de bloque es muy importante que las VLAN se queden en el mismo y que no salgan de ahí, ya que es conveniente que el tráfico de broadcast no circule por el core. La forma de evitar esto es limitando los dominios de difusión. www.FreeLibros.com 298 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Dimensionamiento del bloque de conmutación Los bloques de conmutación no pueden ser tan grandes como usuarios haya en la organización, muchas veces es necesario dividirlo, pero teniendo en cuenta una serie de factores que afectan al diseño. Para poder dimensionar adecuadamente el bloque de conmutación se debe tener en cuenta los patrones de tráfico, la capacidad de conmutación de capa 3 en la capa de distribución, números de usuarios, límites de las VLAN o incluso el tamaño de los dominios de Spanning Tree. Lamentablemente el análisis de estos requerimientos a priori se encuentra fuera del ámbito del CCNP, pero lo que sí está dentro del ámbito es detectar el momento en el que ese bloque de conmutación se queda pequeño, esto sucede cuando: • Los routers de capa 3 de la capa de distribución son un cuello de botella y los recursos de CPU aumentan demasiado. • Los broadcast y multicast provocan lentitud en los switches del bloque. Para diseñar correctamente el bloque de conmutación es necesario proporcionar a los switches de acceso enlaces redundantes a los switches de distribución, y estos últimos pueden balancear el tráfico a los equipos de core ya que al ejecutar protocolos de enrutamiento de capa 3 es posible realizar este tipo de configuración. Para proporcionar una redundancia adecuada los dos uplinks de los switches de acceso tienen que estar conectados a dos switches de distribución, proporcionando redundancia uno del otro. A la capa de core Aunque el tema de la virtualización queda también fuera del temario del CCNP e incluso también fuera del CCIE, existen ya técnicas para proporcionar redundancia en capa 2 como es el uso de la tecnología VSS de Cisco Systems y utilizando EtherChannels y eliminando el uso de Spanning Tree entre los switches de acceso y los de distribución, o incluso sin tener virutalización se puede www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES ©RA-MA 299 proporcionar una redundancia mediante MSTP (tema que se explicará más adelante) balanceando unas VLAN por un trunk y otras VLAN por otro trank, de esta manera se proporciona un balanceo de tráfico entre los dispositivos de capa 2 de acceso y distribución. Por supuesto también existen otras posibilidades similares utilizando virtualización en otros fabricantes, actualmente en Juniper y Nortel, además de Cisco. Posibilidades de balanceo existen en capa 2, pero estas mejoras no han estado disponibles hasta finales de 2008 y sólo en la gama 6500 de Cisco, así que ésa es la razón por la que este tema no se incluye en el CCNP, al menos de momento. Bloque de core Para conectar al menos 2 bloques de conmutación es necesario la existencia del bloque de core en la red. El bloque de core puede funcionar con prácticamente cualquier tecnología, aunque este libro se va a centrar en enlaces gigabit ethemet y 10 gigabit ethemet. Su función principal, como se explicado anteriormente, es mover los datos de la forma más rápida posible, ésa es la razón por la que antiguamente este bloque funcionase únicamente en capa 2, pero actualmente los precios de los switches de capa 3 ya no son los mismos y hoy en día este bloque se construye sobre switches multicapa. Para el diseño de este bloque existen dos posibilidades principales: • Bloque Colapsado, es aquel en el que la jerarquía del bloque de core está colapsado con el nivel de distribución de los otros bloques, es decir, el bloque de acceso se divide en acceso y distribución, el nivel de acceso se queda en el bloque de conmutación y el bloque de distribución pasa al bloque de core. De esta forma se ahorran equipos en los bloques de conmutación, pero los broadcast de nivel 3 y las VLAN llegan hasta el core, lo cual podría afectar al rendimiento. Este tipo de core sólo podría tener sentido en redes pequeñas. www.FreeLibros.com 300 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Enlaces de core Bloque de conmutación A Bloque de conmutación B Hay que tener en cuenta que este modelo no es escalable ya que no puede extenderse demasiado. • Core Dual, este tipo de core contacta de forma redundante dos o más bloques de conmutación y en él está totalmente diferenciado el nivel de distribución con nivel 3, que se queda en cada uno de los bloques de conmutación, y el nivel de core, con lo que el tráfico de broadcast de nivel 3 se queda en cada uno de los bloques de conmutación y no llega hasta el bloque de core. Bloque de conmutación A Bloque de conmutación B La ventaja fundamental del bloque de core funcionando como dual core es que es posible utilizar uplinks de cada uno de los bloques de conmutación de forma paralela y balanceada. Esto es posible gracias a los protocolos de enrutamiento de capa 3, que permiten balancear el tráfico de esta manera, gracias a que los switches de distribución de los bloques de conmutación y los switches del core son switches de capa 3. www.FreeLibros.com © r a -m a CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES 301 Tamaño del core en una red de campus Una consideración muy importante e interesante a tener en cuenta es relativa al tamaño del core en una red de campus. El tamaño es totalmente dependiente del número de bloques que existan por debajo del bloque de core, se ha de tener en cuenta que cada bloque tendrá dos uplinks hacia el core que deben ser non-blocking, es decir, los switches de core tienen que tener la capacidad de aceptar que las interfaces puedan estar al 100% de capacidad. Otro factor a tener en cuenta en cuanto al tamaño es el o los protocolos de enrutamiento a utilizar. Ya se ha dicho que se ejecutará un protocolo de enrutamiento entre los bloques para poder ofrecer redundancia y balanceo entre los uplinks de los bloques de conmutación hacia el bloque de core, cuanto más grande sea la red más actualizaciones de enrutamiento serán necesarias y esto puede afectar al rendimiento. Estas limitaciones son las responsables de determinar si son necesarios más equipos o más grandes y potentes en el bloque de core. Bloque de granja de servidores Un servidor deberá estar situado en el bloque de granja de servidores y los servidores además deberán estar accesibles desde cualquier bloque de conmutación. Los servidores comúnmente disponen de una interfaz de red y esto implica un punto único de fallo. Para solucionar esto se puede duplicar el servidor conectando cada uno a un switch de acceso diferente o instalar una segunda interfaz en el servidor a otro switch de acceso (dual-homing). Bloque de gestión de red Es muy común que este tipo de redes dispongan de algunos sistemas de gestión de red donde se monitorice el estado de cada uno de los equipos, enlaces, etc. Este bloque tiene justo la visión contraria al bloque de granja de servidores, ya que desde el bloque de gestión de red es necesario llegar al resto de la red y no al revés. En este bloque es donde se sitúan las aplicaciones de gestión y monitorización, los servidores de syslog, los servidores AAA, aplicaciones de administración de usuarios remotos, etc. www.FreeLibros.com 302 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Bloque de frontera de la empresa Es muy común que este tipo de redes dispongan de conectividad con elementos externos a la empresa y es ahí donde comienza la “frontera” de la empresa. El concepto de frontera de la empresa sin embargo puede ser dividido en diferentes categorías: • Acceso a Internet: conexión con uno o varios ISP, soportando el tráfico saliente de la empresa, así como el acceso a servicios públicos, en este bloque se suelen situar elementos de seguridad perimetral. • Acceso remoto y VPN: es muy común que los trabajadores de una empresa puedan conectarse de forma remota a la red principal, además hay que tener en cuenta que existe tráfico de voz que también utilizará este bloque como punto de entrada. • Comercio electrónico: bloque donde se sitúan los servicios y servidores necesarios para el comercio electrónico, así como equipos de seguridad y conectividad contra uno o varios ISP. • Acceso WAN: en este bloque se realiza la conexión de otras delegaciones de la empresa u extensiones de la red a otros puntos, se puede utilizar cualquier tecnología como Frame-Relay, ATM o RDSI. Bloque frontera del ISP Se puede considerar como el bloque de frontera del ISP, con lo que es exactamente igual que el bloque anterior, pero visto desde fuera. Switch de capa 2 en distribución Como se ha dicho anteriormente es posible utilizar switches de capa 2 en capa de distribución, pero esta práctica tiene sus problemas, aunque puede ser recomendada en el caso de que no se disponga de suficientes recursos como para utilizar dispositivos de capa 3 en la capa de distribución de los diferentes bloques. Aunque esta práctica tiene varios problemas hay que tener en cuenta los principales que están relacionados con la extensión y contención de VLAN y la utilización de Spanning Tree. En cuanto a las VLAN la utilización de switches de capa 2 en distribución provocará que todo el tráfico de las VLAN escale hasta el core, pasando los www.FreeLibros.com CAPÍTULO 9. DISEÑO DE REDES © RA-MA 303 broadcast y todo el tráfico no necesario, redundando en una utilización poco óptima de enlaces de uplink. Bloque de conmutación A Bloque de conmutación B La redundancia de nivel 3 entre distribución y core no podrá ser posible debido a que no existen protocolos de enrutamiento para realizar el balanceo de tráfico, así que la mala utilización de los uplinks por la extensión de las VLAN se verá drásticamente empeorada por la imposibilidad de balancear el tráfico con STP estándar. EVALUACIÓN DE UNA RED EXISTENTE Evaluar correctamente una red es fundamental para posteriormente pasar el modelo a modelo por bloques, lo primero es disponer de un mapa de red. Cuando se habla de conseguir un mapa de red no hay que limitarse a realizar un mapa que muestre la conexión entre dispositivos. Los mapas topológicos de capa 3, donde se puede conocer la disposición de las VLAN y el flujo del tráfico, son tanto o más importante que los mapas de topología física. Por supuesto si no existe un mapa de la red siempre será posible conseguirlo, por ejemplo con dispositivos Cisco, mediante CDP e ir descubriendo los equipos paso a paso. Mediante el comando show cdp neighbors se obtiene información sobre los dispositivos directamente conectados, pero con una visión muy reducida: www.FreeLibros.com 304 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Switch-B# show cdp neighbors Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone Device ID Local Intrfce Holdtme Capability Platform Port ID Switch-A Gig 1/1 105 S I WS-C3550-4Gig 0/1 Switch-C Gig 2/1 139 S I WS-C3550-4Gig 0/1 Router Gig 3/1 120 R Cisco 2610Fas 0/0 Existe también la opción de ampliar la información con el comando show cdp neighbors detail: Switch-# show cdp neighbors detail Device ID: Switch-B Entry address(es): 192.168.254.17 Platform: cisco WS-C4506, Capabilities: Router Switch IGMP Interface: GigabitEthernetO/1, Port ID (outgoing port): GigabitEthernetl/1 Holdtime : 134 sec Versión : Cisco Internetwork Operating System Software IOS (tm) Catalyst 4000 L3 Switch Software (cat4000-l9S-M), Versión 12.2(18)EW, EARLY DEPLOYMENT RELEASE SOFTWARE (fcl) TAC Support: http://www.cisco.com/tac Copyright 1986-2004 by cisco Systems, Inc. Compiled Fri 30-Jan-04 02:04 by hqluong advertisement versión: 2 VTP Management Domain: '' Dúplex: full Management address(e s ): Recordando siempre que estos comandos sólo sirven cuando todos los equipos de la red son Cisco y tienen el protocolo CDP habilitado. Una vez que se dispone de los mapas de red es necesario adaptar la topología a los bloques detallados anteriormente, para ello habrá que agrupar los servidores en el bloque de granja de servidores, los equipos de usuarios en bloques de conmutación y así con todo lo demás. Según se desarrolle esta tarea seguramente habrá que mover algunos equipos o incluso poner más switches, pero con estos cambios se dispondrá de una red mucho mejor planificada, escalable y consiguiendo una red donde en caso de producirse alguna incidencia ese problema quedará situado en un bloque sin inundar la red completa. www.FreeLibros.com Capítulo 10 OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN CONMUTACIÓN DE CAPA 2 Un switch de capa 2 es considerado como un bridge multipuerto, donde cada puerto tiene su propio dominio de colisión, aislado del resto. El reenvío de tráfico se realiza utilizando las MAC que el switch ha aprendido, ya sea de forma estática o de forma dinámica y todos aquellos destinos que no conozcan y las tramas de multicast y broadcast serán reenviadas por todos los puertos de la misma VLAN excepto por el que ha llegado. En el caso de MAC aprendidas de forma dinámica el switch crea una tabla donde se indica puerto, MAC y VLAN asociada a esa MAC, la VLAN de una MAC se aprende de la configuración del puerto por el que se ha aprendido la MAC. En el caso de estar utilizando Spanning Tree el proceso de aprendizaje de direcciones MAC se realiza en los puertos que Spanning Tree permite que estén activos, aunque esta información ya se extenderá más detalládamente en la sección de Spanning Tree. Al llegar una trama al puerto del switch, ésta se sitúa en una de las colas de entrada que contienen las tramas a reenviar con diferentes prioridades. El switch no sólo tiene que saber dónde reenviar las tramas sino cómo hacerlo tomando información a partir de las políticas de forwarding; estas decisiones las toma de forma simultánea utilizando diferentes partes del hardware involucrado en la decisión de switching. www.FreeLibros.com 306 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Tabla de forwarding de capa 2: la MAC de destino se busca en la tabla junto con la VLAN de esa MAC, si se encuentra se saca a la cola de salida, si no es así se prepara la trama para inundación. • ACL de Seguridad: listas de acceso que evalúan la MAC, direcciones IP, protocolos e información de capa 4; estas decisiones las hace la TCAM (Temary Contení Addressable Memory). • ACL de QoS: se clasifican las tramas entrantes en función de la QoS; estas decisiones las hace la TCAM. CONMUTACIÓN MULTICAPA Los switch Cisco disponen de dos generaciones de MLS (Multilayer Switching): • Route Catching: ésta es la generación más antigua y requiere una RP (Route Processor) y una SE (Switching Engine), este tipo de MLS también se conocía como LAN Switching. En este caso la RP es la encargada de buscar el camino adecuado y lo almacena, la SE simplemente es la encargada de “recordar” esa decisión. • Basado en topología: ésta es la generación más moderna y utiliza ASIC especializados para construir una base de datos única con toda la topología de la red. Este tipo de conmutación es conocido como CEF (Cisco Express Forwarding). Una vez determinada la ruta se almacena en la FIB (Forwarding Information Base), lugar donde se puede consultar cada vez que entre una petición igual. Las decisiones a tomar con un paquete de capa 3 son exactamente las mismas que con una trama de capa 2 y además añadiendo la tabla de forwarding de capa 3. La tabla de forwarding de capa 3 consulta la FIB y el prefijo más largo que coincida es el deseado, además la FIB contiene la MAC del siguiente salto y el VLAN ID, de tal forma que en esa comprobación no hay que mirar nada más. Existen paquetes que no pueden ser conmutados directamente por CEF y tienen que ser procesados de forma diferente: • Peticiones de ARP • Paquetes IP con TTL expirado o MTU excedida www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN © RA-MA 307 • Broadcast IP que son reenviados como unicasts como son las peticiones de DHCP o las funiones de ip-helper • Actualizaciones de enrutamiento • Paquetes de CDP • Paquetes encriptados • Paquetes no IP y no IPX t a b l a s u t il iz a d a s e n c o n m u t a c ió n Tabla CAM Todos los switches de Cisco utilizan la CAM (Contení Addressable Memory) para conmutar en nivel 2. Según llega una trama la dirección MAC de origen es guardada en la CAM junto con la información de VLAN de la configuración del puerto, también se guarda junio con una marca temporal por si esa misma MAC es aprendida por otro puerto, de esta forma el switch es capaz de determinar por dónde se aprendió la última vez y así eliminar la más antigua. La tabla CAM tiene un tamaño determinado que varía en función de cada equipo, pero en definitiva es de tamaño limitado y puede llenarse y provocar un desbordamiento. En caso de desbordamiento de la CAM es muy útil reducir el tiempo de permanencia de la entrada en la tabla CAM y cambiar de los 300 segundos por defecto a un valor más pequeño. Switch(config)# mac address-table aging-time seconds Existen casos en los que la MAC no se aprenderá de forma dinámica, por ejemplo un interfaz que sólo reciba tráfico y que nunca envíe, en ese caso se podrá configurar la entrada en la CAM de forma manual de la siguiente forma: Switch(config)# mac address-table static mac-address vían vlan-id interface type mod/num Las direcciones MAC en un Cisco siempre utilizan el formato de dividir la MAC en tres partes separadas con puntos, es decir, 00:60:40:ab:40:ll se convertiría en 0060.40ab.4011. www.FreeLibros.com 308 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Para poder ver la tabla CAM en un swich Cisco se utiliza el comando: Switch# show mac address-table dynamic [address mac-address \ interface type mod/num] En el caso de que se desee eliminar una entrada específica de la tabla CAM puede hacerse con el comando: Switch# clear mac address-table dynamic [address mac-address | interface type mod/num | vían vlan-id] Tabla TCAM La TCAM (Temary Contení Addressable Memory) es una extensión de la CAM con un índice que permiíá buscar las eníradas, pero con la diferencia de que en la CAM el índice es la dirección MAC y en la TCAM es un valor dependiente de la información que contenga. Las TCAM están compuestas por combinaciones de un Valor, una Máscara y un Resultado. • Valor: es un campo de 134 bits que contiene direcciones de origen y destino e información relevante del protocolo que se está utilizando. • Máscara: es otro campo de 134 bits y se utiliza para realizar la comparación. • Resultado: es el valor numérico que representa la acción a tomar que no tiene por qué ser permitir o denegar, en este caso el abanico de posibilidades es más amplio. Como se puede, ver en la siguiente tabla el valor es dependiente del protocolo que se esté utilizando: - ACL Valor, máscara y resultado Ethernet Origen MAC (48), destino MAC (48), Ethertype (16) ICMP Origen IP (32), destino IP (32), protocolo (16), código ICMP (8), tipo ICMP (4), IPtipo de servicio (ToS) (8) www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN ©RA-MA Extended IP using TCP/UDP Origen IP (32), destino IP (32), protocolo (16), IP ToS (8), puerto de origen (16), operador de origen (4), puerto destino (16), operador de destino (4) Other IP Origen IP (32), destino IP (32), protocolo (16), IP ToS (8) IGMP Origen IP (32), destino IP (32), protocolo (16), IP ToS (8), tipo de mensaje IGMP (8) IPX Origen IPX (32), destino IPX (32), nodo destino (48), tipo de paquete IPX (16) 309 En las TCAM se utiliza el concepto de Entidades de Control de Acceso, ACE. En este caso una ACE es una comparación exacta, es decir, una comparación que en una lista de acceso se lee el comparador eq, por ejemplo: access-list prueba permit tcp any host 10.0.0.1 eq 80 En el caso de utilizar en las listas de acceso un comparativo de otro tipo como gt, lt, neq o range el resultado no va a ser una única posibilidad, así que no se podrán utilizar ACE, para esto habrá que utilizar LOU (Logical Operation Unit). Las LOU internamente se pueden convertir en conjuntos de ACE, pero surge el problema que para LOU haya una cantidad limitada de espacio que podría provocar un desbordamiento de memoria, la razón de esta situación es porque los switches tienen que incorporar las ACE en los ASIC y éstos disponen de una capacidad determinada. Con el fin de ahorrar espacio, los contenidos de las LOU pueden ser reutilizados por otras ACE que necesiten las mismas comparaciones y los mismos valores. Por supuesto toda esta operación con las LOU y Tas ACE las hacen los equipos de forma transparente y sin intervención ninguna del usuario. También denotar que se pueden dividir las ACE en múltiples ACE, todo dependiendo de los ASIC específicos de los equipos. En el caso de las TCAM el funcionamiento es totalmente transparente al usuario y no es posible realizar operaciones en ella. www.FreeLibros.com 310 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA VERIFICACIÓN DEL CONTENIDO DE LA CAM La siguiente sintaxis muestra el comando para ver el contenido de la tabla CAM: Switch# show mac address-table dynamic [address mac-address \ interface type mod/num \ vían vlan-id] Para eliminar el contenido de la tabla se puede utilizar el comando clear: Switch# clear mac address-table dynamic [address mac-address \ interface type mod/num | vían vlan-id] El siguiente es un ejemplo de un show mac address-table dynamic: SW4507#sh mac address-table dynamic Unicast Entries vían mac address port type protocols __ ____ -j ____ __ _._____ _____ _____ 1 0000.0c07.acOa dynamic ip GigabitEthernet3/26 1 0000.74bl.a886 dynamic ip GigabitEthernet4/21 1 0000.74bb.2273 dynamic ip GigabitEthernet4/47 1 0000.74bb.4bc0 dynamic ip GigabitEthernet3/43 1 0001.e65b.5aff dynamic ip GigabitEthernet4/4 7 1 0001.e6b6.615e dynamic ip GigabitEthernet4/48 1 0007.e917.cc61 dynamic ip FastEthernet5/3 7 1 000f.fe47.cl3e dynamic ip GigabitEthernet4/47 1 000f.fe47.cl6c dynamic i p,ipx GigabitEthernet4/47 1 0014.5elf.Illa dynamic ip FastEthernet5/2 1 0014.699e.0820 dynamic ip,other GigabitEthernet3/1 1 0024.f91b.a41b dynamic ip,assigned GigabitEthernet3/27 1 0024.f91b.bclb dynamic ip,assigned GigabitEthernet3/2 6 1 0800.3716.44e9 dynamic ip,ipx,other GigabitEthernet3/19 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN 311 TIPOS DE PUERTOS DE UN SWITCH Ethernet Cuando comúnmente se habla de Ethemet se hace referencia a Ethemet basada en la norma de la IEEE 802.3, la cual describe Ethemet como un medio compartido que además es dominio de colisión y de difusión. En Ethemet dos estaciones no pueden transmitir simultáneamente y cuantas más estaciones existan en el segmento más probabilidad existe de colisión, esto sólo ocurre en modo halfduplex, en el que una estación no es capaz de transmitir y recibir a la vez. Ethemet está basada en la tecnología CSMA/CD (Carrier Sense Múltiple Access Collision Detect), que describe un modo de operación en sistemas de contienda o máximo esfuerzo. En enlaces conmutados Ethemet puede solucionar el problema del medio compartido dedicando a cada estación un puerto del switch, de esta forma cada estación tendría su propio dominio de colisión y no podrá colisionar, o al menos estas colisiones serían mucho menos repetitivas. En el caso de full-duplex una estación podría enviar y recibir tramas de forma simultánea, lo cual hará que el rendimiento del medio, por ejemplo de 10 Mbps ascienda hasta 20 Mbps, 10 para la transmisión y otros 10 para la recepción. En cuanto al medio utilizado en Ethemet el más común es cable de cobre de par trenzado tipo UTP, con el que se pueden alcanzar hasta 100 metros. En el CCNA se hacía referencia a 10BASE-2, 10BASE-5 y 10BASE-T, en este caso se hace referencia a 10BASE-T y no se trata 10BASE-2 y 10BASE-5 porque es una tecnología que ha caído en desuso. CSMA/CD La tecnología Ethemet utiliza para controlar las colisiones dentro de un determinado segmento el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Múltiple Access Collision Detect) y detección de colisiones. En la práctica, esto significa que varios puestos pueden tener acceso al medio y que, para que un puesto pueda acceder a dicho medio, deberá detectar la portadora para asegurarse de que ningún otro puesto esté utilizándolo. Si el medio se encuentra en uso, el puesto procederá a mantener en suspenso el envío de datos. En caso de que haya dos puestos que no detectán ningún otro tráfico, ambos tratarán de transmitir al mismo tiempo, dando como resultado una colisión. www.FreeLibros.com 312 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA A partir de esta colisión las estaciones emiten una señal de congestión para asegurarse de que existe una colisión y se genera un algoritmo de espera con el que las estaciones retransmitirán aleatoriamente. Fast Ethernet Fast Ethemet está definido en el estándar IEEE 802.3u, el cual define un nuevo estándar que compartiendo la subcapa de acceso al medio (MAC) con IEEE 802.3 pueda transmitir a 100 Mbps. La diferencia con IEEE 802.3 estriba en la modificación del medio físico manteniendo la operación CSMA/CD y la subcapa MAC. Aunque el medio más utilizado en Fast Ethemet es el cableado UTP categoría 5, existe la posibilidad de utilizar cableado UTP de menor calidad o por el contrario la utilización de fibra monomodo y múltimodo con las que se obtiene una mayor longitud en el segmento. Fast Ethemet proporciona la capacidad de full-duplex al igual que Ethemet, mejorando su rendimiento hasta 200 Mbps, y proporcionando la autonegociación. La especificación Fast Ethemet dispone de compatibilidad con Ethemet tradicional, así que los puertos en el caso de 100BASE-T pueden ser 10/100, además de la velocidad es posible negociar el dúplex de la transmisión. Para la autonegociación se establecen una serie de prioridades en las cuales existen unos modos más prioritarios que otros y el orden de elección es el siguiente: • . • • • • • 100BASE-T2 (full dúplex) 100BASE-TX (full dúplex) 100BASE-T2 (half dúplex) 100BASE-T4 100BASE-TX 10BASE-T (full dúplex) 10BASE-T Cisco recomienda de todos modos no utilizar autonegociación y configurar los puertos en ambos extremos de forma manual para asegurar el modo de operación deseado. Cisco además permite en Fast Ethemet la agregación de puertos para conseguir mayor ancho de banda, esto se consigue mediante Fast EtherChannel, el cual se tratará más adelante. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN ©RA-MA 313 Gigabit Ethernet El estándar Gigabit Ethemet (IEEE 802.3z) es una mejora sobre Fast Ethernet que permite proporcionar velocidades de 1 Gbps, pero para conseguir este resultado fue necesario utilizar el estándar ANSI X3T11 - Fiberchannel junto con el estándar IEEE 802.3. De esta forma surgió un nuevo estándar con el mismo modo de operación que Ethemet, pero a 1 Gbps. Gigabit Ethemet permite la compatibilidad con sus predecesores, existen puertos de 10/100/1000 y es posible la autonegociación, ésta se realiza igual que en el caso de Fast Ethemet, pero añadiendo como más prioritario 1000BASE-T (full dúplex) y posteriormente 1 0 0 0 BASE-T (half dúplex). Sin embargo Cisco dispone de hardware que no es compatible con 10/100 como es el caso de las tarjetas WS-X6724-SFP, que sólo soportan 1000 full dúplex en módulos SFP. Por supuesto la capacidad de agregación también existe en Gigabit Ethemet denominándose Gigabit EtherChannel. Los equipos Cisco soportan como interfaces Gigabit Ethemet además de los puertos RJ la posibilidad de utilizar GBIC o SFP para poder conectar fibra con conectores LC en el caso de los GBICs o con conectores mini LC en el caso de los SFP. 10-Gigabit Ethernet En el caso de 10-Gigabit Ethemet (IEEE 802.3ae) funciona sobre una nueva capa física totalmente diferente a las anteriores, pero manteniendo la subcapa MAC exactamente igual que las versiones antecesoras. 10-Gigabit Ethemet sólo funcionará a 10 Gbps full dúplex, en este caso no existe compatibilidad con versiones anteriores de Ethemet ya que la capa física no es compatible. En cuanto a la capa física se disponen de dos tipos de interfaces dependientes del medio PMD (Physical Media Dependent): . LAN PHY: interconecta switches dentro de la misma red de campus. • WAN PHY: interfaces para entornos WAN que utilicen tecnologías de transmisión síncrona. Lo normal en cuanto a estas interfaces es la interconexión con un cable directo o en el caso de utilizar enlaces WAN se suele utilizar 10-Gigabit Ethemet www.FreeLibros.com 314 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA sobre DWDM, proporcionando así transparencia y utilizando interfaces LAN PHY. La óptica en este tipo de interfaces se realiza mediante transceptores XENPAK o los más modernos y reducidos X2. ESTÁNDARES DE MEDIOS Las siguientes tablas describen los diferentes estándares y tecnologías de cableado: Tipo de Ethernet Tipo de medio Estándar 10-Mbps Ethemet 10BASE-X IEEE 802.3 Fast Ethemet 100BASE-X IEEE 802.3u Gigabit Ethernet 1000BASE-X IEEE 802.3z (Fibra) IEEE 802.3ab (UTP) 10-Gigabit Ethemet 10GBASE-X IEEE 802.3ae Tecnología Tipo de cable Pares Longitud 10BASE-T EIA/TIA Categoría 5 UTP 2 100 m 100BASE-TX EIA/TIA Categoría 5 UTP 2 100 m 2 100 m 4 100 m Fibra Múltimodo (MMF); 62.5-micrones core, 125micrones (62.5/125) 1 400 m half dúplex 2000 m full dúplex Fibra monomodo (SMF) 1 10 km 1000BASE-CX Par trenzado blindado (STP) 1 25 m 1000BASE-T EIA/TIA Categoría 5 UTP 4 100 m 100BASE-T2 100BASE-T4 100BASE-FX EIA/TIA Categoría 3, 4, 5 UTP EIA/TIA Categoría 3, 4, 5 UTP www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN ©RA-MA 1000BASE-SX 1000BASELX/LH 1000BASE-ZX 10GBASESR/SW (850 nm serial) 10GBASELR/LW (1310 nm serial) 10GBASEER/EW (1550 nm serial) 10GBASE-LX4 (1310 nm WWDM) MMF con 62.5-micrones; 850-nm láser 1 275 m MMF con 50-micrones; 850-nm láser 1 550 m MMF con 62.5- micrones; 1300-nm láser 1 550 m SMF con 50- micrones; 1300-nm láser 1 550 m SMF con 9- micrones; 1300-nm láser 1 10 km SMF con 9- micrones; 1550-nmláser 1 70 km SMF con 8- micrones; 1550-nm láser 1 100 km MMF: 50 micrones MMF: 62.5 micrones 11 66 m 33 m SMF: 9 micrones 1 10 km SMF: 9 micrones 1 40 km MMF: 50 micrones MMF: 62.5 micrones 11 300 m 300 m SMF: 9 micrones 1 10 km 315 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS DEL SWITCH El proceso de configuración de los puertos de un switch se inicia identificando el puerto o los puertos según muestran los siguientes comandos: Switch(config)# interface t y p e m odule/num ber Switch(config)# interface range t y p e m odule/num ber [ , m odule/number ...] www.FreeLibros.com ty p e n 316 REDES CISCO. CCNP a Fondo________________________________________________________ ©RA-MA La siguiente sintaxis muestra un ejemplo de configuración de varios puertos a la vez: Switch(config)# interface range fastethernet 0/5 , fastethernet 0/12 , fastethernet 0/14 , fastethernet 0/36 Es posible además abreviar las configuraciones con el comando range configurando un rango de puertos continuos desde el primero hasta el último: Switch(config)# interface range type module/first-number — last- number Cuando en el proceso de configuración intervienen siempre los mismos puertos puede definirse un grupo determinado que asocie dichos puertos. El primer paso en esta configuración será definir cuáles son los puertos que se asociarán y posteriormente nombrar el grupo con el comando range macro: Switch(config)# define interface-range macro-name type module/number [,type module/ number ...] [type module/first-number — last-number] [...] Switch(config)# interface range macro macro-name El siguiente ejemplo configura un rango de puertos en un grupo llamado CCNP: Switch(config)# define interface-range CCNP gig 2/1 , gig 2/3 — 2/5 , gig 3/1 , gig 3/10, gig 3/32 — 3/48 Switch(config)# interface range macro CCNP Una vez accedido a la interfaz o interfaces que se deseen configurar se podrá añadir una descripción significativa del puerto. Esta descripción sólo tiene carácter administrativo y no influye en la manipulación de las tramas, sin embargo presta un servicio de ayuda al administrador para la identificación de los puertos: switch(config-if)#description description-string La velocidad del puerto y el método de transmisión se configura con los siguientes comandos: switch(config-if)#speed {10 | 100 | 1000} switch(config-if)#duplex {auto | full | half) www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN © RA-MA 317 Un ejemplo completo será: switch(config)#interface FastEthernet 0/14 de Servidores s w i t c h (config-if)#description P C s W i t c h ( c o n f ig-if)#speed 1 0 0 0 s w i t c h ( c o n f ig-if)#duplex full Causas de error en puertos Ethernet Por defecto los switches Cisco son capaces de detectar los errores de forma autónoma, en caso de detectarse un error el switch dejará ese puerto en un estado llamado errdisable y el puerto quedará deshabilitado durante 300 segundos, para recuperar el puerto será necesario deshabilitarlo con el comando shutdown y posteriormente lo contrario con un no shutdown. switch#show interfaces gigabitethernet 5/13 status port Gi5/13 Ñame Status Vían err-disabled 100 Dúplex full Speed Type 1000 lOOOBaseSX Las causas posibles de error son las que se pueden ver con el comando show errdisable recovery: switch#show errdisable recovery ErrDisable Reason Timer Status udld bpduguard security-violatio channel-misconfig pagp-flap dtp-flap link-flap 12ptguard psecure-violation gbic-invalid dhcp-rate-limit mac-limit únicast-flood arp-inspection Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Enabled Timer interval: 300 seconds A partir del momento en el que se detecta una causa de error, el puerto quedará deshabilitado durante 300 segundos para que el puerto no caiga en el momento de detectar una condición de error es posible utilizar el siguiente comando: switch (config )#errdisable. recovery cause [all / cause-name] www.FreeLibros.com 318 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Para modificar el tiempo en el que el puerto queda deshabilitado se utiliza el siguiente comando: switch(config)#errdisable recovery interval seconds Donde segundos es un valor entre 30 y 86400 (24 horas). VERIFICACIÓN DEL ESTADO DE UN PUERTO Para verificar el estado de un puerto, su velocidad, contadores, paquetes transmitidos y recibidos puede utilizarse el comando siguiente: Switch# show interfaces type module/number El siguiente ejemplo muestra la configuración del Puerto Fast Ethemet 0/ 22 : Switch# show interfaces fastethernet 0/22 FastEthernetO/13 is up, line protocol is up Hardware is Fast Ethernet, address is OOdO.589c.3e8d (bia OOdO.589c.3e8d) MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit, DLY 1000 usec, reliability 255/255, txload 2/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set Keepalive not set Auto-duplex (Half), Auto Speed (100), 100BASETX/FX ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input never, output 00:00:01, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 81000 bits/sec, 49 packets/sec 500867 packets input, 89215950 bytes Received 12912 broadcasts, 374879 runts, 0 giants, 0 throttles 37487 9 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog, 0 multicast 0 input packets with dribble condition detected 89672388 packets output, 2205443729 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 3 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out Para verificar el estado de los puertos IP en general puede utilizarse el siguiente comando que se muestra en el ejemplo: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 10. OPERACIÓN DE CONMUTACIÓN ©RA-MA Switch#sh ip interface brief interface IP-Address OK? Method Status Protocol up up Vlanl 10.0.168.5 YES NVRAM FastEthernet1/0/1 unassigned YES unset down down FastEthernet1/0/2 unassigned YES unset up up FastEthernet1/0/3 unassigned YES unset down down FastEthernet1/0/4 unassigned YES unset up up FastEthernet1/0/5 unassigned YES unset down down FastEthernet1/0/6 unassigned YES unset up up FastEthernet3/0/4 5 unassigned YES unset up up FastEthernet3/0/4 6 unassigned YES unset up up Fas tEthernet3/0/4 7 unassigned YES unset up up Fas tEthernet3/0/4 8 unassigned YES unset up up GigabitEthernet3/0/1 unassigned YES unset down down GigabitEthernet3/0/2 unassigned YES unset down down GigabitEthernet3/0/3 unassigned YES unset up up GigabitEthernet3/0/4 unassigned YES unset down down www.FreeLibros.com 319 M ’= r r * r . . - * v- www.FreeLibros.com Capítulo 11 REDES VIRTUALES VLAN Una red totalmente construida sobre dispositivos de capa 2 es una red llamada “red plana”. Este tipo de redes se componen de un único dominio de difusión, es decir, los broadcast inundan toda la red, lo que hace que al aumentar el número de host aumente el número de broadcast disminuyendo el desempeño de la red. Sin embargo las redes conmutadas permiten eliminar las limitaciones impuestas por las redes planas dividiendo dicha red en varias redes virtuales (VLAN). Las VLAN (Virtual LAN) proveen seguridad, segmentación, flexibilidad, permiten agrupar usuarios de un mismo dominio de broadcast con independencia de su ubicación física en la red. Usando la tecnología VLAN se pueden agrupar lógicamente puertos del switch y los usuarios conectados a ellos en grupos de trabajo con interés común. Una VLAN por definición es un dominio de difusión creado de forma lógica. Utilizando la electrónica y los medios existentes es posible asociar usuarios lógicamente con total independencia de su ubicación física incluso a través de una WAN. Las VLAN pueden existir en un sólo switch o bien abarcar varios de ellos. La tecnología de VLAN está pensada para la capa de acceso donde los host se agregan a una u otra VLAN de forma estática o de forma dinámica. www.FreeLibros.com 322 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Las VLAN estáticas son las que los puertos deben agregarse de forma manual. En este tipo de VLAN no es necesario ningún tipo de negociación por parte del switch y toda la configuración se realiza manualmente por el administrador quien es, además, el encargado de asignar cada puerto a cada VLAN de forma manual. Una vez que el puerto del switch está asignado a una VLAN son los ASCI específicos del switch los que se encargan de mantener el trafico que entre por ese puerto dentro de la VLAN asociada. Las VLAN dinámicas son muy utilizadas y se basan en la MAC del dispositivo que se conecte a un puerto determinado, son utilizadas por ejemplo en el caso de utilizar IEEE 802. IX para proporcionar seguridad. Las VLAN dinámicas utilizan algún software de gestión como Cisco Works para su funcionalidad. CONFIGURACIÓN DE VLAN ESTÁTICAS Por defecto los puertos de un switch están asociados a la VLAN 1 de tipo Ethemet y la MTU (Unidad Máxima de Transmisión) se limita a 1500 bytes. Sin embargo es posible utilizar VLAN con otra numeración, en concreto desde el 1 hasta el 1005, donde desde el 1002 hasta el 1005 están reservadas para funciones de Token Ring y FDDI la VLAN 1 también está reservada como VLAN por defecto o administración. Sin embargo los switches de Cisco mayoritariamente son capaces de soportar la versión 3 de VTP (VLAN Trunking Protocol), lo cual implica que pueden utilizar las VLAN del rango 1-4094, de esta forma se establece la compatibilidad con el estándar IEEE 802.1Q. Para poder utilizar el rango extendido www.FreeLibros.com CAPÍTULO 11. REDES VIRTUALES ©RA-MA 323 es imprescindible que el comando vtp mode transparent esté habilitado en con figuración global. El proceso de configuración de una VLAN se inicia creándola y posteriormente nombrándola: Switch(config)# vían vlan-num Switch(config-vlan)# ñame vlan-naine Si no se configura el nombre a la VLAN, ésta utilizará un nombre compuesto por la palabra VLAN seguida del número de VLAN, para facilitar la administración es recomendable definir el nombre en la configuración. También es posible en algunos de los switches de Cisco crear la VLAN automáticamente al agregar un puerto a una nueva VLAN, a pesar de esta funcionalidad lo mejor es crear la VLAN en cualquier tipo de switch Cisco. Para eliminar una VLAN del switch se utiliza el comando: switch(config)#no vían vlan-num o desde la memoria flash eliminando el archivo vlan.dat. Una vez creada la VLAN es necesario asignar a ésta los puertos necesarios siguiendo el siguiente proceso: Switch(config)# interface type module/number Switch(config-if)# switchport Switch(config-if)# switchport mode access Switch(config-if)# switchport access vían vlan-num En algunos casos la línea de comandos switchport mode access puede suprimirse. El comando switchport cuando no lleva argumentos lo que hace es indicarle al switch que se trata de un puerto de capa 2, en los. switch multicapa de Cisco, por defecto todos los puertos son de nivel 3. Con el comando switchport mode access se le indica que se trata de un puerto de acceso donde se conectarán los host y no otros switches. Y con el comando switchport access vían se le indica que VLAN es la que está asociada a la interfaz. Los dispositivos o host que se conecten a un puerto de acceso no conocen el número de la VLAN, el tráfico es etiquetado a la VLAN una vez llegue al puerto del switch correspondiente. www.FreeLibros.com 324 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Una vez configurados los puertos y asociados cada uno a su VLAN se puede comprobar la configuración con el comando show vían como se puede ver en el siguiente ejemplo: Switch# show VLAN Ñame vían Status 1 default active 2 Recursos 5 Ventas active Ports Gil/1, Gil/2, GÍ3/20, GÍ4/20 GÍ4/2, GÍ4/3, GÍ4/4, GÍ4/5, GÍ4/6, GÍ4/7, GÍ2/5, GÍ2/6, GÍ2/7, GÍ2/8,GÍ2/9, GÍ2/10, GÍ2/11, GÍ2/12 DISEÑO DE VLAN Hay consideraciones de diseño que aunque puedan parecer obvias es importante recordar. Se recomienda una VLAN por cada subred IP, aunque es posible utilizar varios rangos en una misma VLAN, no es nada recomendable. Otro factor de diseño importante es no permitir que las VLAN se propaguen más allá de la capa de distribución, es decir, que no estén presentes en el core siempre que sea posible de tal de manera que el tráfico de broadcast permanezca lo más alejado del mismo, pero esto no es siempre viable, para ello hay dos modelos a seguir: • VLAN extremo a extremo, este tipo de VLAN está disponible en toda la red y proporciona una flexibilidad absoluta. Utilizando VLAN extremo a extremo es posible conectar un dispositivo a este tipo de VLAN desde cualquier punto de la red, por tanto la VLAN tiene que estar disponible en cualquier switch de acceso de la red. En una red de tamaño grande no es una buena práctica este tipo de VLAN ya que su tráfico termina atravesando el bloque de core al conectar diversos módulos de conmutación. • VLAN locales, en redes donde el modelo 20/80 sea él más utilizado, es decir donde el 20% del tráfico se queda en el segmento y el 80% sube al core, este tipo de implementación es la ideal debido a que la mayoría del tráfico de la VLAN no tiene como destino la misma VLAN. Este tipo de implementación necesita equipos de nivel 3 que sean capaces de enrutar el tráfico entre las diferentes VLAN que compongan la red. www.FreeLibros.com r CAPÍTULO 11. REDES VIRTUALES 325 enlaces tro ncales Los troncales o trunk son enlaces capaces de transportar el tráfico de más de una VLAN y se suele utilizar entre switches para transportar entre ellos las VLAN de acceso de los diferentes switches separando de forma lógica el tráfico de cada VLAN, pero utilizando un único enlace físico. Ante la imposibilidad de poder dedicar un enlace a cada VLAN independientemente la solución para poder transportar todo el tráfico por un único enlace físico es a través de un trunk. En muchos casos es necesario agrupar usuarios de la misma VLAN que se encuentran ubicados en diferentes zonas; para conseguir esta comunicación los switches utilizan un enlace troncal. A medida que las tramas salen del switch son etiquetadas para indicar a qué VLAN corresponden, esta etiqueta es retirada una vez que entra en el switch de destino para ser enviada al puerto de VLAN correspondiente. Cisco permite utilizar trunk en puertos Fast Ethemet, Gigabit Ethemet y agregaciones Fast EtherChannel y Gigabit EtherChannel. En un trunk es imprescindible diferenciar el tráfico de cada una de las VLAN, de tal manera que se le asigna un identificador a cada trama entrante llamado VLAN-ID. Para poder identificar el tráfico en un enlace troncal existen dos posibilidades de etiquetado: • ISL (Inter-Switch Link protocol) . IEEE 802.1Q E n la c e T r o n c a l www.FreeLibros.com 326 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA ISL ISL (Inter Switch Link) es un protocolo propietario de Cisco que está cayendo en desuso en el que se le añade a la trama de cada VLAN 26 bytes de cabecera y 4 bytes de cola. En realidad ISL encapsula la trama origen, que se suma al etiquetado que se aplica en la trama más el etiquetado del propio ISL; se podría considerar que es de un doble encapsulado. En ISL en la cabecera se define el VLAN-ID y en la cola un CRC. Aunque ISL es un protocolo propietario de Cisco no todos los switches Cisco lo soportan, por lo tanto se recomienda no utilizarlo. E n la c e T ro n c a l ISL Cabecera ISL 26 Bytes CRC 4 Bytes IEEE 802.1Q El protocolo IEEE 802.1Q es el estándar y es compatible con otros fabricantes, es un trunk en el que podrían interoperar un switch Cisco con otro de otro fabricante. El protocolo IEEE 802.1Q además introduce el concepto de VLAN Nativa, que comprendería todo el tráfico que entra en el trunk sin ser etiquetado. El funcionamiento del IEEE 802.1Q se basa en un etiquetado simple, ya que no se añade cabecera ni cola nueva. En IEEE 802.1Q simplemente se añade un campo de 4 bytes en la trama justo después del campo de dirección origen. Los dos primeros bytes del campo de IEEE 802.1Q son el TPID (Tag Protocol Identifier) y siempre tendrá un valor de 0x8100, indicando que se trata de una trama 802.1Q. Los otros dos bytes se denominan TC I (Tag Control Information), los cuales contienen 3 bits de prioridad, además del bit de formato canónico que indica si la dirección MAC es Ethemet o Token Ring; los 12 bits restantes son el VLAN-ID. Si se tiene en cuenta la sobrecarga de identificar las VLAN hay que tener presente que para el caso de ISL se añaden 30 bytes a cada trama, mientras que IEEE 802.1Q sólo añade 4, esto implica que en el caso de utilizar ISL la trama puede superar los 1518 bytes que es el límite de Ethemet. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 11. REDES VIRTUALES ©RA-MA 327 En el caso de 802.1Q los switches pueden cumplir el estándar IEEE 8Q2.3ac el cual extiende el tamaño de las tramas hasta 1522 bytes sin tener que utilizar giants. El protocolo propietario de Cisco DTP (Dynamic Trunking Protocol) le permite a un router Cisco negociar de manera automática si el trunk es 802.1Q o ISL. E n la c e T ro n c a l 8 0 2 . 1Q TRAM A FCS Dirección Destino Dirección Origen E tiq u e ta 8 0 2 . 1Q 4 Bytes CONFIGURACIÓN DE TRONCALES Por defecto los puertos de capa 2 de los switches son puertos de acceso, para que éstos funcionen como puertos troncales hay que configurarlos según las siguientes sintaxis: Switch(config)# interface type mod/port Switch(config-if)# switchport Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation {isl | dotlq | negotiate} Switch(config-if)# switchport trunk native vían vlan-id Switch(config-if)# switchport trunk allowed ví a n ■{vlan-list | all | {add | except | remove} vlan-list} Switch(config-if)# switchport mode {trunk | dynamic {desirable | auto}} En la configuración de los troncales intervienen varios parámetros, en la encapsulación existen tres posibilidades de configuración: • • • Isl: el trunk se formará utilizando ISL. dotlq: el trunk se formará utilizando IEEE 802.1Q. negotiate: el trunk se formará utilizando el protocolo DTP de Cisco. www.FreeLibros.com 328 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El comando switchport trunk native vían sólo se utiliza con la encapsulación dotlq e indica que VLAN será la VLAN de administración o nativa, por lo tanto no llevará etiqueta alguna. El comando switchport trunk allowed vían se utiliza para añadir o borrar VLAN del trunk, aunque la opción except lo que hará será permitir todas excepto la que se indique. Es importante tener en cuenta que en los casos donde exista demasiado tráfico el trunk se puede aplicar no sólo en una interfaz individual sino en una agregación Fast EtherChannel o Gigabit EtherChannel ampliando así el ancho de banda del enlace. Para ver el estado de una interfaz troncal se utiliza el comando show interface type mod/port trunk, la sintaxis que sigue muestra un ejemplo: Switch# show Port Mode GÍ2/1 on Port GÍ2/1 Port GÍ2/1 Port GÍ2/1 interface gigabitethernet 0/2 trunk Encapsulation Status Native vían 802.lq trunking 1 Vlans allowed on trunk 1-4094 Vlans allowed and active inmanagementdomain 1-2,526,539,998,1002-1005 Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned 1-2,526,539,998,1002-1005 Ejemplo de configuración de un troncal En el siguiente ejemplo dos switches están conectados troncalmente a través de sus interfaces gigabitethernet 0/1. Aunque existen varias VLAN configuradas sólo transportarán por el troncal las VLAN 100 hasta la 105. La VLAN 100 es la nativa y se utiliza la encapsulación 802.lq. Más abajo se muestran algunos comandos show aplicados al ejemplo, se observan en ellos las interfaces troncales y las que no están activas entre otros conceptos: Switch(config)# interface gigabitethernet 0/1 Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dotlq Switch(config-if)# switchport trunk native vían 100 Switch(config-if)# switchport trunk allowed vían 100-105 Switch(config-if)# switchport mode dynamic desirable Switch# show interface gigabitethernet 0/1 trunk Port Mode Encapsulation S tatus Native vían GiO/1 desirable 802.lq not-trunking 100 Port Vlans allowed on trunk www.FreeLibros.com CAPÍTULO 11. REDES VIRTUALES ©RA-MA 329 GiO/1 port 10° Vlans allowed and active in management domain GiO/1 port GiO/1 Switch# show port Ñame Gi0/1 q Iq /2 GiO/1 100 Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned none interface status Status Vían Dúplex Speed Type notconnect 1 auto 1000 lOOOBaseSX notconnect 1 auto 1000 lOOOBaseSX connected 100 full 1000 lOOOBaseSX RESOLUCIÓN DE FALLOS EN LAS VLAN Una VLAN puede ser sólo un segmento de una red o puede atravesar varios switches, por lo tanto si no existe comunicación de extremo a extremo, y suponiendo que el direccionamiento IP es correcto, será necesario verificar las configuraciones de las VLAN, los puertos y las conexiones troncales. Los comándos show que sirven para este seguimiento son: • show vían id vlan-id • show interface type mod/num switchport • show interface [type mod/num\ trunk Switch# show vían id 5 VLAN Ñame Status 5 Recursos active VLAN Type SAID Trans2 Ports GÍ2/1, GÍ2/2, GÍ2/3, GÍ2/4 GÍ4/2, GÍ4/3, GÍ4/4, GÍ4/5 GÍ4/6, GÍ4/7, GÍ4/8, GÍ4/9 GÍ4/10, GÍ4/11, GÍ4/12 MTU Parent RingNo BridgeNo Stp BrdgMode Transí 5 enet 100002 1500Primary Secondary Type Ports - - Switch# show interface fastethernet 0/2 switchport Ñame: FaO/2 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: static access Administrative Trunking Encapsulation: dotlq Operational Trunking Encapsulation: native Negotiation of Trunking: On www.FreeLibros.com - 0 0 n 330 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Access Mode VLAN: 1 (default) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Administrative private-vlan host-association: none Administrative private-vlan mapping: none Operational private-vlan: none Trunking VLANs Enabled: ALL Pruning VLANs Enabled: 2-1001 Protected: false Unknown unicast blocked: disabled Unknown multicast blocked: disabled Voice VLAN: none (Inactive) Appliance trust: none Switch# show interface fastethernet 0/2 trunk Port FaO/2 Port FaO/2 Port FaO/2 Port FaO/2 Mode Encapsulation Status Native vían auto 802.lq not-trunking 1 Vlans allowed on trunk 1 Vlans allowed and active in management domain 1 Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned 1 www.FreeLibros.com Capítulo 12 VTP VLAN TRUNKING PROTOCOL La configuración de VLAN en una red de entorno pequeño puede ser fácilmente administrable, mientras que en entornos grandes la administración puede resultar muy engorrosa y complicada debido a que se tienen que configurar todas las VLAN en todos los switches y puede ser fácil que alguna VLAN no se configure en alguno de los switches, sobre todo en el diseño de VLAN de extremo a extremo. En el caso de una red con un tamaño considerable es importante mantener una consistencia en las VLAN que se van creando, para esto resulta muy recomendable disponer de algún mecanismo que permita tener todos los switches sincronizados en cuanto a las VLAN de la red. VTP (VLAN Trunking Protocol) proporciona un medio sencillo de mantener una configuración de VLAN coherente a través de toda la red conmutada. VTP permite soluciones de red conmutada fácilmente escalable a otras dimensiones, reduciendo la necesidad de configuración manual de la red. Es un protocolo propietario de Cisco de capa 2 que permite intercambiar información sobre VLAN entre trunk de forma que los switches de la red tengan la base de datos de VLAN sincronizadas en todo momento desde un punto central de la red. En el caso de no utilizar switches Cisco o de querer interconectar switches Cisco con otros de otro fabricante no se podría utilizar VTP debiendo utilizar algún protocolo abierto como GVRP (GARP VLAN Registration Protocol). GARP y GVRP están definidos en los estándares IEEE 802.ID y 802.1Q (cláusula 11) www.FreeLibros.com 332 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA respectivamente y tienen funcionalidades muy similares al VTP pero como protocolos abiertos. VTP es un protocolo de mensajería de capa 2 que mantiene la misma relación de la configuración VLAN a través de un dominio de administración común, gestionando las adiciones, supresiones y cambios de nombre de las VLAN a través de las redes. Existen varias versiones de VTP en el caso particular de nuestro enfoque no es fundamental especificar las diferencias entre ellas. Dominios de VTP VTP utiliza dominios para agrupar a los switches que comparten la misma información de VLAN. Varios switches interconectados comparten un mismo entorno VTP y cada switch se configura para residir en ese determinado dominio VTP. Dentro de un dominio de VTP se intercambia la siguiente información gracias a los anuncios de VTP: • Nombre del Dominio • Versión de VTP • Lista de VLAN • Parámetros específicos de cada VLAN Modos de VTP Los switches dentro de un dominio de VTP pueden funcionar de tres formas diferentes: • Modo servidor: los servidores son los encargados de crear y mantener la información de todas las VLAN en la red y son los encargados de pasar esta información al resto de switches. Por defecto los switches Cisco están en modo servidor. • Modo cliente: los switches en modo cliente no pueden hacer ninguna modificación en las VLAN y mantienen la información de VLAN gracias a los mensajes que son enviados desde los switches servidores. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 12. VTP ©RA-MA • 333 Modo transparente: los switches en modo transparente no participan en el proceso de VTP pero reenvían los mensajes de VTP de forma diferente dependiendo de la versión de VTP. Si es VTP versión 1 sólo se reenvían los mensajes de VTP que tengan como versión 1 y que correspondan al nombre de dominio que tengan configurado. En VTP versión 2 sin embargo los switches transparentes son capaces de reenviar los mensajes VTP aunque no correspondan ni a la versión que tiene el switch configurado ni al dominio en el que esté incluido este switch en modo transparente. Dominio VTP Anuncios de VTP Los switches que utilizan VTP versión 1 o versión 2 anuncian las VLAN (sólo desde la 1 hasta la 1005), números de versión de configuración y parámetros de cada VLAN por los trunk para notificar esta información al resto de los switches de dominio mediante mensajes de multicast. La versión 3 de VTP permite la utilización de VLAN en el rango 1-4096, lo que haría a VTP compatible con el estándar IEEE 802.1Q, pero de momento sólo está disponible para switches Cisco funcionando con CatOS. Es importante comentar que el número de versión de configuración empieza siempre en 0 y que cada vez que se produce un cambio el número de versión de configuración se incrementa en 1 y el mensaje con número de versión de configuración más alto se considera el último y por tanto el que hay que www.FreeLibros.com 334 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA sincronizar. También es importante saber que por defecto los anuncios de VTP se transmiten en texto plano y sin contraseña, es decir, sin encriptación, con lo que no se realiza un intercambio de información seguro realizando un intercambio de contraseña. Dicho esto, surge un problema bastante serio. Teniendo en cuenta que los switches Cisco por defecto están en modo servidor y que los clientes VTP almacenan la información que tenga el número de versión de configuración más alto, es posible que se utilice un switch incorporado de algún otro sitio donde su número de versión de configuración sea más alto. Al estar este último por defecto en modo servidor, existe la posibilidad de que este nuevo switch incorporado en la red sobrescriba la configuración de todos los switches de la red borrando y/o creando VLAN y por tanto modificando la configuración y dando lugar a fallos en la red. Por su puesto si ese switch se introdujera en modo cliente y tuviera un número de versión de configuración más alto que el servidor, ignoraría las actualizaciones y esto significaría que el switch no actualizaría su configuración. Es sumamente importante antes de incorporar un switch nuevo en la red asegurarse de que el número de versión de la configuración se establece a 0, pero como no existe ningún comando que haga esto directamente habrá que hacerlo de forma indirecta con cualquiera de estas dos formas: • Cambiando el modo del switch a transparente y posteriormente otra vez a servidor. • Cambiando el nombre del dominio de VTP a uno cualquiera que no se utilice y volviendo luego a configurar el dominio de VTP correcto. Una vez asumidas estas precauciones se podrá proceder a instalar el nuevo switch. Los anuncios de VTP se generan de tres formas diferentes: • Summary Advertisements: estos anuncios se generan por el servidor cada 300 segundos o cada vez que se ha realizado un cambio en la base de datos de VLAN. • Subsets Advertisements: estos anuncios se crean cada vez que se genera un cambio en alguna VLAN. • Advertisements Requested from Clients: este tipo de anuncios se envía cada vez que un cliente necesita que se le actualice la configuración, por ejemplo después de un reset del equipo. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 12. VTP ©RA-MA 335 Los switches que operan en modo servidor no necesitan que se les pase la configuración después de un reset ya que guardan la información de VTP y de las VLAN en el fichero vlan.dat en la Flash, con lo que los resets no implican pérdida alguna de información. CONFIGURACIÓN DE VTP La configuración de VTP en los switches Cisco con IOS es bastante sencilla ya que lo único que hay que configurar es el dominio de VTP y el modo, opcionalmente la versión, contraseña, etc. Por defecto la configuración que se utilizará al configurar VTP es la versión 1, aunque la versión 2 tiene las siguientes ventajas sobre la versión 1: • En los switches en modo transparente la versión 2 permitirá que se reenvíen los anuncios recibidos de VTP independientemente de su versión o dominio. • La versión 2 realiza una comprobación de consistencia al introducir los comandos por CLI o mediante SNMP, pero no realizaría esta comprobación en los anuncios recibidos desde otros switches. • Soporte para Token Ring Configurar la versión de VTP es tan simple como introducir este comando en el modo de configuración global: switch(config)#vtp versión {1 | 2} Para configurar el modo y la contraseña en las actualizaciones VTP utilizaremos los siguientes comandos: switch(config)#vtp mode { server | transparent | client} switch(config)#vtp password password Un ejemplo de configuración podría ser el siguiente: switch(config)#vtp versión 2 switch(config)#vtp mode server switch(config)#vtp password CcNp www.FreeLibros.com 336 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA VTP Pruning El VTP Pruning o recorte es un método que impide que las actualizaciones de VTP se reenvíen por todos los puertos de trunk, de esta forma se limita la propagación de VTP a una porción de la red bien definida, reduciendo así el proceso de información y el tráfico innecesario por los enlaces troncales. VTP utiliza mensajes multicast y éstos al igual que los mensajes de broadcast por defecto se reenvían por todos los puertos de la VLAN excepto por el que se ha recibido. La configuración de VTP Pruning tampoco resulta ser demasiado engorrosa, por defecto está deshabilitado y será necesario entonces habilitarlo de la siguiente forma: switch(config)#vtp pruning switch(config-if)#switchport trunk pruning vían { add | except | none | remove } llsta-de-vlans Como se puede apreciar se utiliza la misma terminología que en los comandos de configuración de trunk, por lo que no es necesario explicar la terminología ya que se ha hecho en párrafos anteriores. RESOLUCIÓN DE FALLOS EN VTP VTP es un protocolo en apariencia sencillo de configurar, pero puede que resulte complicado para resolver fallos en grandes redes teniendo en cuenta los parámetros globales entre switches, por eso es importante reparar la siguiente lista en caso de problemas: • Si el switch está en modo transparente, comprobar la versión que se está utilizando, hay que tener en cuenta que si no reenvía anuncios de VTP puede ser por estar utilizando la versión 1, que es la que viene por defecto. • Comprobar que no haya más de un switch en modo servidor. • Comprobar que todos los enlaces troncales estén configurados como trunk y no como puertos de acceso. • Comprobar que el nombre de dominio VTP sea el mismo en todos los switches. • Comprobar que la contraseña sea la misma. • Comprobar la versión en todos los switches para que coincida. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 12. VTP 337 Los siguientes comandos son los que brindan soporte para resolver fallos de VTP: show vtp status show vtp counters show vían brief show interfaces switchport module module number Switch# show vtp status VTP Versión C o n f iguration Revisión Máximum VLANs supported locally Number of existing VLANs VTP Operating Mode VTP Domain Ñame VTP Pruning Mode VTP V2 Mode VTP Traps Generation MD5 digest OxOE 2 250 1005 33 Server Lab_Network Enabled Enabled Disabled 0xE6 0x F8 0x3E OxDD 0xA4 0xF5 0xC2 Configuration last modified by 172.20.52.18 at 9-22-99 11:18:20 Local updater ID is 172.20.52.18 on interface Vil (lowest numbered V LAN interface found) Switch# Switch# show vtp counters VTP statistics: Summary advertisements received : 1 Subset advertisements received : 1 Request advertisements received : 0 Summary advertisements transmitted : 31 Subset advertisements transmitted : 1 Request advertisements transmitted : 0 Number of config revisión errors : 0 Number of config digest errors : 0 Number of VI summary errors : 0 VTP pruning statistics: Trunk Join Transmitted Join Received eived from Summary advts rec non-pruning- capable device Fa5/9 1555 1564 0 Switch# Switch# show vían brief VLAN Ñame www.FreeLibros.com Status Ports 338 1 2 3 4 5 10 REDES CISCO. CCNP a Fondo default VLAN0002 VLAN 0003 VLAN0004 VLAN0005 VLAN0010 ©RA-MA active active active active active active Fa5/9 Fa5/9 Fa5/9 Fa5/9 Fa5/9 Fa5/9 Switch# show interfaces switchport module 1 Ñame:Gil/I Switchport:Enabled Administrative Mode:dynamic auto Operational Mode:down Administrative Trunking Encapsulation:negotiate Negotiation of Trunking:0n Access Mode VLAN:1 (default) Trunking Native Mode VLAN:1 (default) Administrative private-vlan host-association:none Administrative private-vlan mapping:none Operational private-vlan:none Trunking VLANs Enabled:ALL Pruning VLANs Enabled:2-1001 www.FreeLibros.com Capítulo 13 ETHERCHANNEL a g r e g a c ió n d e p u e r t o s Los dispositivos Cisco permiten realizar agregación de enlaces con la finalidad de aumentar el ancho de banda disponible a través de la tecnología EtherChannel. La agregación de puertos en Cisco se puede realizar con interfaces Fast Ethemet, Gigabit Ethemet o 10 Gigabit Ethernet. Con la tecnología EtherChannel es posible añadir hasta 8 enlaces de forma que se comporten como si sólo fueran uno, eliminando la posibilidad de formar bucles de capa 2 debido a que el comportamiento de estos enlaces es el de un único enlace. La tecnología EtherChannel permite una distribución que no llega a ser un balanceo de carga perfecto por los métodos que utiliza, pero permite la correcta distribución del tráfico, además si uno de los enlaces que componen la agregación fallara, el tráfico se distribuiría entre los restantes sin perder la conectividad. Sin embargo no es posible agregar enlaces así sin más, es necesario que todos los enlaces que componen el EtherChannel tengan la misma configuración en cuanto a velocidad, dúplex, VLAN que transportan, VLAN nativa y en caso de ser necesario idéntica configuración de Spanning Tree. Distribución de tráfico El tráfico es distribuido a través de los enlaces del EtherChannel de manera determinística. No por ello la carga ya a ser distribuida equitativamente, esto www.FreeLibros.com 340 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA dependerá del algoritmo de encriptación empleado. El algoritmo puede usar la dirección IP de origen, de destino, etc. Si solamente una IP o número de puerto son computados en el hash (combinación de valores), el switch reenvía cada trama utilizando uno o más bits de bajo orden del valor del hash como índice dentro de los enlaces que forman el EthemChannel. Si dos direcciones IP o números de puerto son computados en el hash, el switch lleva a cabo una operación XOR (OR exclusiva) en uno o más de los bits de bajo orden de la dirección IP o puerto TCP/UDP como índice dentro de los enlaces que forman el EthemChannel. Último bit del cuarto octeto de la dirección IP Operación XOR entre dos miembros EtherChannel Dirección 1: xxxxxxxO Dirección 2: xxxxxxxO xxxxxxxO: Utilizará: 0 Dirección 1: xxxxxxxO Dirección 2: xxxxxxxl xxxxxxxl: Utilizará: 1 Dirección 1: xxxxxxxl Dirección 2: xxxxxxxO xxxxxxxl: Utilizará: 1 Dirección 1: xxxxxxxl Dirección 2: xxxxxxxl xxxxxxxO: Utilizará: 0 Balanceo de carga El siguiente comando se utiliza para configurar la manera en que las tramas serán distribuidas en el EthemChannel: Switch(config)#port-channel load-balance method La siguiente lista describe las posibles opciones del parámetro method: • srp-ip: dirección IP de origen • dst-ip: dirección IP de destino • src-dst-ip: direcciones IP de origen y destino • src-mac: dirección MAC de origen • dst-mac: dirección MAC de destino www.FreeLibros.com CAPÍTULO 13. ETHERCHANNEL ©RA-MA • src-dst-mac: direcciones MAC de origen y destino • src-port: puerto (capa 4) de origen • dst-port: puerto de destino • src-dst-port: puertos de origen y destino 341 La configuración por defecto es utilizar IP origen XOR IP destino, lo cual equivale al método src-dst-ip. Por defecto para los Catalyst 2970 y 3560 es srcmac para switching de capa 2 y src-dst-ip para capa 3. Hay que prestar especial atención en el caso de que se esté utilizando un router para la configuración del EthemChannel, debido a que los routers utilizan la “bumed-in MAC” en las tramas Ethemet incluso cuando envíadatos a y desde diferentes direcciones IP. Esto quiere decir que la MAC de destino será siempre la misma. Se debería elegir el método de balanceo de carga que permita una mayor distribución de datos entre los enlaces, por ejemplo, si la mayoría del tráfico es IP lo que más sentido tiene es hacer balanceo de carga acorde a direcciones IP o números de puerto TCP/UDP. En caso de que el switch se encontrase con tráfico no IP pasaría al siguiente método que es distribuir las tramas acorde a la dirección MAC. Los switch proporcionan protección hacia los bucles dentro de un EthemChannel. Cuando se recibe un broadcast o multicast en uno de los puertos del EthemChannel éste no se vuelve a reenviar en el resto de los miembros. P R O T O C O L O S D E N E G O C IA C I Ó N E T H E R C H A N N E L Actualmente existen dos opciones para utilizar como protocolos de negociación en EthemChannel: • PAgP, propietaria de Cisco. • LACP, como solución abierta. PA gP PAgP (Port Aggregation Protocol) es un protocolo propietario de Cisco. Los paquetes PAgP son intercambiados entre switch a través de los enlaces www.FreeLibros.com 342 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a configurados para ello. Los vecinos son identificados y sus capacidades comparadas con las capacidades locales. Para que se forme el EthemChannel los dos puertos han de estar configurados de manera idéntica. Es mejor siempre realizar cualquier cambio sobre la interfaz EthemChannel, de esta manera el cambio afectará a todos los miembros asegurándose así que no haya conflictos de configuración. Existen dos modos de configurar PAgP. Modo activo, desirable, en el cual el switch intentará formar un EthemChannel de manera activa y modo pasivo; auto, en el que el switch responderá a peticiones para formar el EthemChannel. LACP LACP (Link Ággregation Control Protocol) es la opción abierta y viene definida en el estándar 802.3ad, también conocida como IEEE 802.3 Cláusula 43 "Link Aggregation". El funcionamiento es bastante parecido al de PAgP, pero en el caso de LACP se asignan roles a cada uno de los extremos basándose en la prioridad del sistema, que se conforma con 2 bytes de prioridad más 6 de MAC. Los puertos son seleccionados y activados acorde al valor port priority (2 bytes de prioridad seguido de 2 bytes de número de puerto), el valor más bajo indica mayor prioridad. Se pueden definir hasta 16 enlaces por cada EthemChannel. Existen dos modos de configurar LACP. Modo activo (active), en el cual el switch intentará formar un EthemChannel de manera activa, y modo pasivo (passive), en el que el switch responderá a peticiones de formar el EthemChannel. C O N F IG U R A C IÓ N E T H E R C H A N N E L EtherChannel puede configurarse de forma manual o dinámicamente utilizando los protocolos de negociación LACP o PAgP, por lo tanto la configuración dependerá de la opción más adecuada que se haya elegido en cada caso. El modo on es un modo de configuración en el cual se establece toda la configuración del puerto de forma manual, no existe ningún tipo de negociación entre los puertos para establecer un grupo. En este tipo de configuración es necesario que ambos extremos estén en modo on. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 13. ETHERCHANNEL ©RA-MA 343 gwitch(config)#interface type mod/num number mode on S w i t c h (config-if)#channel-group Configuración PAgP Para la configuración de EtherChannel la creación del PortChannel se realizará automáticamente a partir de la configuración del ChannelGroup, llevando asociada la misma numeración. Los comandos necesarios para dicha configuración son los siguientes: S w i t c h (c o n f i g )#interface type mod/num S w i t c h (c o n f ig-if )#channel-protocol pagp (config-if)#channel-group number mode {on | {auto | desirable} [non-silent]} Switch El comando channel-protocol puede no estar disponible en algunos modelos antiguos en los que solamente existe el modo pagp. La interfaz EthemChannel es una interfaz lógica que agrupará a todos los enlaces miembros del EthemChannel y puede tomar un valor de entre 1 y 64. Cada interfaz que quiera ser miembro debe de ser asignada a él. Por defecto PAgP opera en un sub modo silent tanto en modo desirable como en modo auto, permitiendo formar el EthemChannel incluso si no se reciben paquetes PAgP del otro extremo. El porqué de este comportamiento es simple, no siempre se puede asumir que el otro extremo será otro dispositivo Cisco, por ejemplo, si en lugar del switch existe un servidor de archivos, será capaz de formar el EthemChannel. Si se conoce de antemano que el dispositivo conectado será Cisco por lo que habrá una comunicación de paquetes PAgP es recomendable utilizar el parámetro non-silent. La siguiente sintaxis es un ejemplo de configuración': Switch(config)#port-channel load-balance src-dst-port Switch(config)#interface range gig 3/1 — 4 Switch(config-if)#channel-protocol pagp Switch(config-if)#channel-group 1 mode desirable non-silent www.FreeLibros.com 344 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Configuración LACP La configuración de LACP es muy similar a PAgP para lo cual se utilizan los siguientes comandos: Switch(c onfig )#lacp system-priority priority Swit ch(conf ig)#interface type mod/num Switch (config-if )#channel-protocol lacp Switch(config-if )#channel-group number mode {on | passive | active} Switch(config-if )#lacp port-priority priority El primer paso es asignar la prioridad (entre 1 y 65535 donde 32768 es la de por defecto) para decidir quién será el que inicie la creación del EthemChannel. En caso de empate en las prioridades gana el que tenga la MAC más baja. Cada interfaz ha de estar asignada al mismo número de EthemChannel (entre 1 y 16) y configurada como active o pasive. Es posible configurar más interfaces de las permitidas en el EthemChannel para que entren en funcionamiento en caso de que falle alguna de las activas. Utilizando el comando lacp port-priority se asignan prioridades (entre 1 y 65535 donde 32768 es la de por defecto) teniendo en cuenta que el valor más bajo es la mayor prioridad. La siguiente sintaxis es un ejemplo de configuración: Switch(config)#lacp system-priority 100 Switch(config)#interface range gig 2/1 — 4 , gig 3/1 — 4 Switch(config-if)#channel-protocol lacp Switch(config-if)#channel-group 1 mode active Switch(config-if)#lacp port-priority 100 Switch(config-if)#exit Switch(config)#interface range gig 2/5 — 8 , gig 3/5 — 8 Switch(config-if)#channel-protocol lacp Switch(config-if)#channel-group 1 mode active RESOLUCIÓN DE FALLOS EN ETHERCHANNEL Hay varios puntos clave a tener en cuenta: • Si se utiliza el modo on no se enviarán paquetes LACP o PAgP por lo tanto ambos extremos han de estar en modo on. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 13. ETHERCHANNEL © r A-MA 345 • Los modos active (LACP) o desirable (PAgP) preguntarán activamente al otro extremo. • Los modos passive (LACP) o auto (PAgP) participarán en el EthemChannel pero sólo si reciben primero paquetes desde el otro extremo. • PAgP modo desirable y auto por defecto contienen el parámetro silent por lo que podrán negociar incluso si no escuchan paquetes desde el otro extremo. Para la verificación del EtherChannel se pueden utilizar los siguientes comandos: • show etherchannel summary • show etherchannel port • show etherchannel summary • show etherchannel port • show etherchannel port-channel • show etherchannel detail • show etherchannel load-balance • show etherchannel port-channel • show {pagp | lacp} neighbor show lacp sys-id www.FreeLibros.com 346 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a Switch# show etherchannel summary Flags: D - down P - in port-channel I - stand-alone s - suspended H - Hot-standby (LACP only) R - Layer3 S - Layer2 u - unsuitable for bundling U - in use f - failed to allocate aggregator d - default port Number of channel-groups in use: 1 Number of aggregators: 1 Group Port-channel Protocol Ports -------- +------------------- +---------------- +--------------------------------------1 Pol(SU) PAgP FaO/41(P) FaO/42(P) FaO/43 FaO/44(P )FaO/45(P ) FaO/46(P) FaO/4 7 (P) FaO/48(P) Switch# show etherchannel port Channel-group listing: Group: 1 Ports in the group: Port: FaO/41 Port state = Up Mstr In-Bndl Channel group= 1 Mode = Port-channel = Pol GC = Port index = 0 Load = Flags: S - Device Consistent A - Device physical port. Desirable-Sl Gcchange = 0 0x00010001 Pseudo port-channel = Pol 0x00 Protocol = PÁgP is sending Slow helio. C - Device state. is in Auto mode. P - Device is in learns on d - PAgP is down. Timers: H - Helio timer is running. Q - Quit timer is running. S - Switching timer is running. I - Interface timer is running. Local information: Helio Partner PAgP Learning Group Con los comandos show running-config interface es posible ver la configuración relativa al EthemChannel. También se puede utilizar el comando show interface para ver los parámetros del EthemChannel. www.FreeLibros.com Capítulo 14 SIP IN T R O D U C C IÓ N A S P A N N I N G T R E E P R O T O C O L STP (Spanning Tree Protocol) proporciona soporte a nivel de la capa 2 de forma que los errores o fallos se pueden solventar de manera automática; está definido en el estándar IEEE 802. ID. Un switch de capa 2 imita las funciones de un bridge transparente, tiene que ofrecer segmentación entre dos redes mientras permanece de manera transparente para los dispositivos finales que están conectados a él. Un bridge o un switch opera de la siguiente manera: • Inicialmente un switch no posee ningún conocimiento de la red, por lo que debe “escuchar” las tramas que le llegan a cada uno de sus puertos para averiguar en qué red reside cada dispositivo. El bridge asume que cada dispositivo de origen está localizado detrás del puerto del cual ha recibido dicha trama mirando su MAC. A medida que el proceso de escucha continúa el bridge construye una tabla que relaciona direcciones MAC de origen con números de puertos. El bridge puede actualizar la tabla para reemplazar las direcciones MAC o detectar el cambio de localización de un puerto a otro. De esta manera podrá enviar las tramas mirando la MAC de destino buscando dicha dirección en la tabla y enviarla posteriormente a través del puerto donde el dispositivo final está localizado. www.FreeLibros.com 348 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-MA Si una trama llega con una dirección de destino broadcast el bridge debe enviar la trama a través de todos los puertos disponibles salvo por el puerto por donde se ha recibido. A este proceso se lo llama flood. Si una trama llega con una dirección de destino que no es localizada en la tabla del bridge, éste no podrá determinar por cuál de sus puertos debe enviar la trama al destino. En estos casos el bridge trata esta trama como si fuera un broadcast siguiendo el mismo proceso que haría con una trama de difusión. A estas tramas se las llaman unknown unicast. Una vez que el destino responde a dicha trama, el bridge localiza el puerto para usos futuros. Las tramas enviadas a través del bridge no pueden ser modificadas por el propio bridge, es decir, que el proceso de bridging es absolutamente transparente. El bridging o switching son efectivos, cualquier trama es enviada, tanto cuando se conoce la dirección de destino como cuando no. Siempre se alcanza el dispositivo final, por cualquiera de los procesos antes mencionados. Redundancia con switch Cuando es necesaria la redundancia entre segmentos, pueden utilizarse dos o más switches interconectando los segmentos de red. Switch B Switch A Segmento 2 n. Esta conexión de manera transparente no debería afectar el funcionamiento de la red. Sin embargo cuando las tramas son enviadas y los switches no tienen conocimiento en sus tablas MAC de los puertos de entrada y salida pueden producirse algunos problemas. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © RA-MA 349 Al recibir una trama desde el segmento 1 ambos switches envían la trama por los puertos correspondientes hacia el segmento 2. El resultado final es que el segmento 2 recibe una trama duplicada, sin ser esto un gran problema, no es lo deseado. Cuando los switches no tienen conocimiento de las direcciones MAC recibidas el problema puede ser mayor. Al recibir una trama por el segmento 1 ocurre lo siguiente: 1. El switch A y el switch B reciben la trama por los puertos conectados en el segmento 1. Como es la primera vez que se recibe esta trama ambos switches guardan la MAC en sus respectivas tablas asociadas al puerto de recepción. 2. Debido a que la localización del destino en el segmento 2 es desconocida ambos switches deciden enviar esa trama a través de todos los puertos disponibles (unknown unicast). 3. Cada switch envía copia de la trama a sus puertos en el segmento 2. El destino recibe dos tramas destinadas hacia él, pero a su vez el switch A recibe la trama enviada por el switch B y viceversa. 4. El switch A al recibir la nueva trama detecta que el origen está en el segmento 2 y actualiza sus tablas, pero este dato es incorrecto. El mismo proceso es replicado por el switch B. 5. A este nivel ninguno de los switches tiene información certera sobre el destino debido a que aún no existe registro en las correspondientes tablas MAC. La trama es enviada, entonces, por todos los puertos salvo por los que ha sido recibida. 6. Los switches vuelven a recibir la trama por los puertos correspondientes al segmento 1, por lo que se reinicia todo el proceso nuevamente y de manera permanente. Este proceso es conocido como “bucle” en este caso de nivel 2 o bucle de switching. Ninguno de los switches se da cuenta de la existencia del otro por lo tanto cada uno trata de enviar las tramas desde un segmento hacia el otro constantemente. www.FreeLibros.com 350 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Si este proceso ocurriese con una trama de broadcast, el bucle se hubiera generado de igual manera, o incluso peor. La trama de broadcast estaría circulando perpetuamente y cada uno de los usuarios finales en ambos segmentos estaría recibiendo constantemente tramas de difusión, fenómeno conocido como tormenta de broadcast. Este fenómeno puede hacer decaer notablemente el rendimiento de la red. Para evitar físicamente este problema la desconexión física del bucle o el apagado de uno de los dos switches es la solución. Solución a los bucles de capa 2 Los switches de capa 2 cuando funcionan en paralelo, no se dan cuenta de la existencia del otro. STP proporciona el mecanismo necesario para que los switches reconozcan la existencia del otro y puedan negociar un camino libre de bucles. Estos bucles son descubiertos antes de que puedan formarse y los enlaces conflictivos son desconectados automáticamente. Cada switch ejecuta el algoritmo STP basándose en la información recibida por los switch vecinos. Este algoritmo elige un punto de referencia en la red y calcula todos los caminos redundantes. Cuando localiza caminos redundantes STP elige alguno de esos caminos para enviar las tramas y bloquea el resto de los posibles caminos. STP calcula una estructura de árbol que abarca todos los switches de un segmento determinado. Los caminos redundantes son colocados en un estado de bloqueo evitando que se www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 351 envíen tramas. Obteniendo como resultado una red libre de bucles. En el caso de que el puerto que este enviando tramas falle, STP vuelve a recalcular su algoritmo para que los enlaces bloqueados apropiados sean reactivados. F U N C IO N A M IE N T O d e s t p STP funciona de manera que los switches puedan operar entre ellos intercambiando mensajes de datos a través de las BPDU (Bridge Protocol Data Units). En la terminología de STP es común hablar de bridge en lugar de switch debido a que originalmente STP fue diseñado para los puentes o bridges, por lo tanto en el transcurso de este libro se utilizarán como términos similares. Cada switch envía las BPDU a través de un puerto usando la dirección MAC de ese puerto como dirección de origen, el switch no sabe de la existencia de otros switches por lo que las BPDU son enviadas con la dirección de destino multicast 01-80-C2-00-00-00. Existen dos tipos de BPDU: • Configuration BPDU: utilizadas para el cálculo de STP • Topology Change Notification (TCN) BPDU: utilizada para anunciar los cambios en la topología de la red. Las configuration BPDU contienen campos mostrados en la siguiente tabla: Campo Cantidad de bytes ProtocolID 2 Versión 1 Message Type 1 Flags 1 Root Bridge ID 8 Root Path Cost 4 Sender Bridge ID 8 www.FreeLibros.com 352 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Port ID 2 Message Age 2 Máximum Age 2 Helio Time 2 Forward Delay 2 El intercambio de los mensajes BPDU tiene la función de elegir puntos de referencia para conseguir una topología STP estable. Los bucles pueden ser identificados y eliminados poniendo puertos redundantes específicos en los estados de bloqueando o standby. Varios de los campos de la BPDU son relativos a la identificación del switch al coste de los caminos y a los valores de los temporizadores, todos trabajan al unísono para que la red pueda converger en una topología de STP común eligiendo los mismos puntos de referencia dentro de la red. Por defecto las BPDU son enviadas a través de todos los puertos cada 2 segundos de tal manera que la información de la topología actual se intercambia para identificar los bucles rápidamente. Elección del switch raíz Todos los switches de la red deben estar de acuerdo en elegir un marco común como referencia para crear una topología de capa 2 libre de bucles. Este punto de referencia se llama switch raíz o root bridge. Para determinar el root bridge se lleva a cabo un proceso de elección, cada switch posee un bridge ID, que es un identificador único que lo diferencia de todos los demás switches. El bridge ID es un valor de 8 bytes que consiste en los campos que se detallan: • Bridge Priority: son 2 bytes, es la prioridad de un switch en relación a todos los demás, este campo puede tener un valor entre 0 y 65535, cuyo valor por defecto es 32768 (0x8000). • Dirección MAC son 6 bytes, esta dirección puede tener origen en un módulo Supervisor o en el backplcine, dentro de un rango de 1024 direcciones que son asignadas a cada uno dependiendo del www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 353 modelo del switch. De cualquiera de las maneras es única e inamovible. Cuando un switch se enciende no tiene una visión clara de su alrededor, por lo que se considera a sí mismo como root bridge. El proceso de elección se inicia cuando todos los switches envían BPDU con el ID del root brige puesto como su propio ID y su Sender Bridge ID, que es su propio ID. Este último indica a los demás switches quién es el verdadero emisor del mensaje BPDU. A partir de la elección del root bridge las BPDU de configuración sólo son enviadas por el root bridge. Todos los demás switches deben confiar en estas BPDU añadiendo el Sender Bridge ID a ese mensaje. Los mensajes BPDU recibidos son analizados para saber si un mejor root bridge se ha incorporado. Esta evaluación depende de la prioridad, que debe ser de un valor menor que las demás. Para el caso de que dicho valor de prioridad sea igual al actual, la MAC más baja se aplicará para la determinación de la prioridad. Cuando un switch escucha acerca de un root bridge, es decir, un switch con una prioridad menor a la de sí mismo, reemplaza el root bridge ID anunciado en sus BPDU. El switch anunciará entonces dicho ID como root y su propio Sender Bridge ID. Los switches convergen y se ponen de acuerdo sobre quién será el root bridge. Elección del puerto raíz Una vez determinado el root bridge, cada uno de los demás switches que no son root deben identificar su posición en la red en relación con el root bridge. Esta acción se realiza seleccionando solamente un puerto raíz en cada uno de los switches. El puerto raíz siempre apunta hacia el actual root bridge. STP utiliza el concepto de coste para determinar y seleccionar un puerto raíz, lo que significa evaluar el coste de la ruta llamado Root Path Cost. Este valor es el coste acumulativo de todos los enlaces hacia el root bridge. Un simple enlace de un switch también conlleva un coste asociado a él. A medida que los Root Path Cost atraviesan la red, otros switch pueden modificar su valor de manera acumulativa. El Root Path Cost no está dentro de la BPDU, solamente atañe al puerto del switch local donde éste reside. Cuanto mayor sea el ancho de banda del enlace menor será el coste del enlace. IEEE 802.ID define un Root Path Cost de 1000 Mbps dividido por el ancho de banda del enlace en Mbps. Las redes modernas superan este valor por lo que fue necesario cambiar los valores del coste. www.FreeLibros.com 354 REDES CISCO. CCNP a Fondo O RA-MA La siguiente tabla muestra los valores de estos costes: Ancho de banda Coste antiguo de STP Coste actual de STP 4 Mbps 250 250 10 Mbps 100 100 16 Mbps 63 62 45 Mbps 22 39 100 Mbps 10 19 155 Mbps 6 14 622 Mbps 2 6 1 Gbps 1 4 10 Gbps 0 2 El valor del coste se determina de la siguiente manera: • El root bridge envía una BPDU con un valor de root path cost de 0 ya que su puerto está asociado directamente al switch. • Cuando el siguiente switch recibe la BPDU añade su propio coste donde fue recibida la BPDU. • El vecino envía esa BPDU con el valor acumulativo modificando así el root path cost. • El incremento es directamente proporcional al coste de los puertos de entrada a medida que la BPDU se recibe en cada uno de los switches de la topología. • El root path cost se va incrementando a medida que las BPDU entran en los puertos. Después de este incremento el switch guarda ese valor en la memoria, el valor más bajo de los almacenados será el nuevo path cost. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 355 Elección del puerto designado Para eliminar la posibilidad de bucles de capa 2 en la red, STP realiza un cálculo para determinar los puertos designados en cada segmento de red. Cuando una trama aparece en un segmento todos los switches intentan enviarla hacia el otro segmento. Este comportamiento debe ser controlado de tal manera que sólo un puerto envíe tráfico desde y hacia ese segmento. El puerto que realiza esta tarea se llama puerto designado. Los switches eligen sólo un puerto designado para cada segmento basándose en el menor root path cost acumulativo hacia el root bridge. Cuando un switch recibe un root path cost mayor al que tiene asume el rol de puerto designado para ese segmento por el que recibe la root path cost mayor que la que posee. Con todo lo visto hasta ahora los puertos siguen en actividad por lo*que aun así pueden producirse bucles. STP tiene una serie de estados progresivos por lo cuales cada puerto debe pasar. En cada proceso de determinación cuando dos o más enlaces tengan el mismo root path cost, se determina la diferencia en el siguiente orden: 1. El menor de los root bridge ID 2. El menor root path cost hacia el root bridge 3. EL menor sender bridge ID 4. El menor sender port ID E STA D O S STP Para participar en el proceso de STP cada puerto tiene que progresar a través de una serie de estados. Un puerto comienza en el estado desconectado hasta llegar al estado de activo si tiene permitido enviar tramas. Los estados de STP son los siguientes: son los puertos que han sido apagados administrativamente por el administrador de la red o por fallos en el sistema, es un estado que no participa de la progresión normal de STP para un puerto. • Desconectado, • Bloqueando, es el estado de un puerto cuando se inicia de tal forma que no pueda generar bucles de red. En este estado un www.FreeLibros.com 356 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a puerto no puede recibir ni transmitir datos, sólo puede recibir BPDU desde los vecinos sin poder añadir direcciones MAC en su tabla; además, los puertos que están en modo standby para evitar bucles entran con el estado bloqueando. • Escuchando, un puerto pasa a este estado si el switch interpreta que el puerto puede ser seleccionado como puerto raíz o puerto designado como previo al envío de tramas. En este estado no se pueden enviar ni recibir tramas pero sí pueden recibir y enviar BPDU de tal manera que el switch participa activamente en el proceso de STP. Si no hay mayores cambios el puerto vuelve al estado anterior, si por el contrario los cambios ocurren se pasa al siguiente estado. • Aprendiendo, luego del período transcurrido llamado forward delay el puerto pasa a este estado donde puede enviar y recibir BPDU registrando, ahora sí, las MAC a las tablas correspondientes. El puerto participa de esta manara de forma silenciosa en el proceso mientras puede tener una visión de las tablas de direcciones MAC. • Enviando, después de otro período transcurrido el puerto pasa a este estado donde puede enviar y recibir tramas, aprender direcciones MAC y guardarlas en las tablas, y enviar y recibir BPDU. El puerto es ahora completamente funcional en la topología STP. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 357 La siguiente sintaxis muestra la salida de un puerto progresando en el proceso STP. Switch(config)# interface fastethernet 0/1 Switch(config-if )#no shutdown Switch(config-if)#A-Z *Mar 16 14:31:00 UTC: STP SW: FaO/l new blocking req for 1 vlans Switch#show spanning interface fastethernet 0/1 V ía n Ñame Port ID Prio.Nbr Cost Sts Designated Cost Bridge ID Port ID Prio.Nbr VLAN0001 128.1 19 LIS 0 32769 000a.f40a.2980 128.1 *Mar 16 14:31:15 UTC: STP SW: Fa0/1 new learning req for 1 vlans Switch#show spanning Vían Ñame Port ID Prio.Nbr interface fastethernet 0/1 Cost Sts Designated Cost Bridge ID Port ID Prio.Nbr VLAN0001 128.1 19 LRN 0 32768 OOdO.5849.4100 32.129 *Mar 16 14:31:30 UTC: STP SW: Fa0/1 new forwarding req for 1 vlans Switch#show spanning interface fastethernet 0/1 Vían Port ID Designated Port ID Ñame Prio.Nbr Cost Sts Cost Bridge ID Prio.Nbr VLAN0001 128.1 19 FWD 0 32768 OOd O .5849.4100 32.129 Este ejemplo comienza con la interfaz administrativamente deshabilitada. Cuando se habilita, el comando show spanning interface muestra el estado que va tomando sucesivamente. Para monitorizar el estado de todos los puertos se utiliza el comando debug spanning-tree switch state. Temporizadores de STP STP opera de tal manera que los switches intercambian las BPDU entre sí. Las BPDU toman una cantidad finita de tiempo para viajar en la red de un switch hacia otro, además los cambios o fallos en la topología pueden influir en la propagación de las BPDU. Es importante que los switches no converjan hasta que todos éstos reciban exactamente la misma información. STP utiliza 3 temporizadores para asegurarse de que la convergencia de la red sea la adecuada y que los bucles no puedan desarrollarse. Estos temporizadores y sus valores por defecto son los siguientes: • Helio, es el intervalo de tiempo en el cual las configuration BPDU se envían desde el root switch. La configuración se realiza únicamente en el root switch y determina el temporizador helio de todos los demás switch debido a que éstos sólo confían en las www.FreeLibros.com 358 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a BPDU de configuración recibidas desde el root. Aun así todos los demás switches tienen un temporizador local incorporado utilizado para temporizar las BPDU cuando hay cambios de topologías. El valor estándar por defecto es de 2 segundos. • Forward delay, es el intervalo de tiempo en el que un switch está entre los estados de escuchando y aprendiendo, el valor por defecto es de 15 segundos para cada uno de los estados. • Max (máximum) Age, es el intervalo de tiempo que un switch guarda una BPDU antes de descartarla. Mientras se está ejecutando STP cada puerto del switch mantiene un registro de la mejor BPDU que ha escuchado. En caso de que el puerto del switch pierda contacto con el origen de esa BPDU el switch asume que ha ocurrido algún cambio en la topología, cuando el período Max Age termine la BPBU es eliminada. Por defecto el valor de este temporizador es de 20 segundos. • Los temporizadores de STP pueden ser ajustados y configurados en el switch, no obstante cualquier cambio debe ser debidamente planificado y es recomendable hacerlo sólo en el root. Todos estos temporizadores son apropiados para una red de hasta 7 switches, desde el root hasta el más lejano. Finalmente el tiempo total desde el primer estado hasta el último es de 50 segundos. C A M B IO S D E T O P O L O G ÍA S Para anunciar un cambio en una topología de red activa los switch utilizan las BPDU TCN, la siguiente tabla muestra el formato de estos mensajes: Campo Cantidad de bytes ProtocolID 2 Versión 1 Message Type 1 Puede considerarse como un cambio de topología cuando un switch mueve un puerto al estado de enviando o lo hace desde el estado enviando o aprendiendo www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 14. STP 359 al estado bloqueando. El switch envía las BPDU TCN a través de su puerto root para que lleguen al root bridge para informar del cambio de topología. Si un puerto estuviese configurado como port fast no enviaría las BPDU TCN. El switch continúa enviando estas BPDU en intervalos de helio hasta recibir un ACK desde su vecino. Cuando los vecinos reciben las BPDU TCN las propagan hacia el root bridge y envían sus propias ACK. Lo mismo ocurre con el root bridge, pero además éste agrega una bandera o etiqueta llamada topology change para señalizar el cambio de topología. Esta información sirve para que todos los otros switch acorten los temporizadores de 300 segundos al tiempo del Forward delay, que son 15 segundos. Esta condición tiene el efecto de eliminar las tablas MAC mucho más rápido de lo que es normalmente. Cambios de topologías directos: son aquellos que pueden ser detectados directamente en una interfaz de un switch, por ejemplo un enlace trunk que se cae, los switches de ambos extremos pueden detectar el fallo. La ausencia de este enlace cambia la topología de bridging y otros switches de la red deben ser notificados para que asuman los cambios de la nueva topología. Cambios de topologías indirectos: son cuando se produce un fallo que no involucre directamente a los puertos del switch pero que afecta al funcionamiento de la topología, por ejemplo un firewall del proveedor entre el enlace. El efecto final será que las BPDU no pueden llegar al destino. STP puede detectar y recuperarse de fallos indirectos gracias a los mecanismos de los temporizadores. Aunque los enlaces permanecen activos las BPDU son filtradas en algún punto. Como resultado del fallo indirecto, la topología no cambia directamente, la ausencia de BPDU provoca el inicio de los temporizadores. El Max Age puede ser de 20 segundos a lo que se le suma el tiempo hasta que la siguiente BPDU de configuración es recibida (2 segundos), más el tiempo de retardo del puerto en los estados escuchando (15 segundos) y aprendiendo (15 segundos), sumando un total de 52 segundos. Cambios de topologías insignificantes: un puerto de un switch en capa de acceso conectado directamente a un usuario que cambia de' estado provoca que el switch deba informar al root de los cambios en la topología. El proceso de notificación de STP se inicia. A pesar del cambio en la topología las modificaciones no alteran el funcionamiento del bridging STP. Las tablas en los switch son modificadas eliminando las entradas en desuso. En principio esto no causaría ningún problema en el desempeño de la red, pero en redes grandes muchos altibajos en los puertos por apagados y encendidos de terminales generarán recálculos en las tablas, envíos innecesarios de broadcast y de paquetes unknown unicasts, degradando el funcionamiento de la red. www.FreeLibros.com 360 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Los dispositivos Catalyst poseen un mecanismo de prevención llamado port fast que se configura en los puertos para dispositivos finales, evitando el envío de las BPDU TCN cuando existe algún cambio en el estado del puerto. T IP O S D E S T P Common Spanning Tree: el estándar IEEE 802.1Q especifica cómo las VLAN pueden ser puestas en trunk entre switch, también especifica sólo una instancia de STP que abarca todas las VLAN, a esta instancia se la conoce como CST (Common Spanning Tree). Todas las BPDU son transmitidas sobre los trunk utilizando la VLAN nativa sin etiquetar las tramas. Con una sola instancia STP para muchas VLAN simplifica la configuración del switch y reduce la utilización de CPU y los cálculos de STP, pero tener sólo un instancia también tiene ciertas limitaciones. Los enlaces redundantes entre switch serán bloqueados por lo que no hay posibilidades de hacer balanceo de carga. Per-VLAN Spanning Tree: Cisco posee un versión propietaria de STP que ofrece mayor flexibilidad que la versión estándar que es el PVST, el cual opera una instancia STP por cada una de las VLAN. Esto permite que cada instancia de STP se configure independientemente ofreciendo mayor rendimiento y optimizando las condiciones. Al tener múltiples instancias de STP es posible el balanceo de carga en los enlaces redundantes cuando son asignados a diferentes VLAN. Per-VLAN Spanning Tree Plus: es una segunda versión propietaria que Cisco tiene de STP que permite interoperar con PVST y CST. El PVST+ es soportado por los switches Catalyst que ejecuten PVST, PVST+ y CST sobre 802.1Q. PVST+ actúa como un traductor entre grupos de switches CST y grupos PVST. PVST+ se comunica directamente con PVST con trunk ISL, mientras que con CST intercambia BPDU como tramas no etiquetadas utilizando la VLAN nativa. Las BPDU de otras instancias STP (otras VLAN) son propagadas a través de la porción de CST de la red mediante el trunk. PVST+ envía las BPDU utilizando una dirección única de multicast. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © RA-MA 361 CONFIGURACIÓN DE STP Los cálculos de STP son predecibles, pero existen otros factores que podrían influenciar en las decisiones de STP haciendo que el resultado no sea el ideal. Uno de los principales ajustes que se pueden hacer en STP es elegir la determinación del root bridge dentro de la red. También se podrían configurar enlaces redundantes para el balanceo de carga en paralelo como así también que STP converja mas rápidamente y de manera previsible ante un evento inesperado o cambio de topología. Por defecto STP está habilitado para todas las VLAN y en todos los puertos del switch. Si alguna instancia de STP ha sido deshabilitada puede rehabilitarse con el siguiente comando: S w i t c h (config)# spanning-tree vían vlan-id De la misma manera si es necesario rehabilitar STP en una VLAN o un puerto determinado: Switch (config-if)# spanning-tree vían vlan-id Ubicación del switch raíz Aunque STP puede funcionar sin necesidad de tener que elegir la situación del root bridge, ésta es una de las determinaciones que se deben tener en cuenta antes de comenzar a configurar el protocolo. El root bridge es elegido como un punto de referencia común dentro de la red y todos los demás switches tienen conectados sus puertos con el mejor coste hacia él. La elección también está basada en que el root bridge puede convertirse en el punto central de la red que interconecta otros segmentos de la red. En definitiva el root bridge puede estar soportando muchas cargas de conmutación. Si la elección del root bridge se deja a criterio del propio STP puede ocurrir que dicha elección no sea la mejor. Un switch más lento o antiguo que deba soportar grandes cargas de tráfico no es el candidato ideal para serlo. La elección del root bridge está basada en el switch que tenga el menor bridge ID, compuesto por la prioridad y la dirección MAC teniendo en cuenta que por defecto la prioridad es la misma en todos los switches. www.FreeLibros.com 362 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Una MAC baja correspondiente a un switch no deseado determinará que éste sea el root bridge. Si todos los switches se dejan configurados con sus valores por defecto sólo es elegido un root bridge, lo cual no deja claro cuál será el root bridge de respaldo en caso de fallos, por lo tanto la redundancia también es un factor a tener en cuenta. La siguiente figura muestra una porción de una típica red de campus de modelo jerárquico: Switch A 32768 0O-0O-0C-07-AC-0A Switch B 32768 00-00-0C-07-AC-0B El switch A y el switch B son los dispositivos de acceso mientras que el switch C y el switch D forman el core y el switch E conecta una granja de servidores al core de la red. La mayoría de los switches tienen enlaces redundantes hacia otras capas de la jerarquía, el switch B sólo tiene una conexión hacia el core. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 363 Este switch está pendiente de actualizarse donde un nuevo enlace se configurará hacia el core. Siguiendo los parámetros de configuración por defecto el switch A se convertirá en el root bridge porque tiene la MAC más baja ya que la prioridad es igual para todos los switches (32768). La siguiente figura muestra el estado de convergencia de STP: Switch A 32768 O0-OQ-OC-O7-AC-OA Switch B 32768 00-00-QC-07-AC-0B El switch A ha sido elegido root bridge aunque no puede tomar ventaja de los enlaces de 1 Gbps que tienen conectados los demás switches. Los puertos en estado bloqueando, identificados con una X, no transmiten tráfico. Finalmente la siguiente figura muestra la misma red sólo con los enlaces funcionales, donde se observa la estructura de STP final. www.FreeLibros.com 364 REDES CISCO. CCNP a Fondo Switch A 32768 OO-0O-OC-O7-AC-OA ©RA-MA Switch B 32768 00 -00 -0 C -0 7 -A C -0 B El root bridge elegido es un dispositivo de la capa de acceso, las estaciones de trabajo del switch A pueden alcanzar los servidores en el switch E cruzando la capa de core. Sin embargo las estaciones de trabajo conectadas al switch B tienen que cruzar la capa de core, volver a la capa de acceso regresar nuevamente al core para alcanzar al switch E. El resultado final no es el más eficiente, el switch A al ser un dispositivo de acceso no es un switch que pueda soportar demasiado tráfico y además sus enlaces son lentos. Configuración del switch raíz Para prevenir lo sucedido en el ejemplo anterior es necesario llevar a cabo dos acciones: 1. Configurar un switch adecuado como el root bridge. 2. Configurar otro switch como root de respaldo en caso de que el primero falle. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 365 Como punto de referencia común ambos dispositivos deberían estar ubicados cerca del centro de la red, por ejemplo un switch de capa de distribución podría desempeñar un mejor papel que otro en la capa de acceso. En caso de tener una red plana, un switch cerca de la granja de servidores sería la mejor opción como root bridge. Para configurar un switch Catalyst como root bridge se pueden utilizar los siguientes métodos: • Manualmente configurando la prioridad, de manera que tenga un valor menor que el resto, para que gane la elección. Obviamente se debe conocer el valor de prioridad de todos los demás switches. El comando para esta acción es el siguiente: Switch(config)# spanning-tree vían vlan-list priority bridgepriority El valor bridge-priority es por defecto 32768, pero el rango de configuración va desde 0 a 65535. En caso de que esté habilitado el system ID extendido de STP la prioridad por defecto será 32768 más el número de VLAN. En este último caso el rango estará comprendido entre 0 y 61440 pero sólo se podrán utilizar múltiplos de 4096. Cuanto más baja la priorio id mejor. Los switches Catalyst sólo ejecutan una instancia STP por cada V j^AN (PVST+), siempre se debería configurar un root bridge apropiado para cada VLAN. El siguiente comando configura la prioridad para la VLAN 5 y la VLAN 100 a un valor de 4096: Switch(config)# spanning-tree vían 5,100 priority 4096 • Es posible hacer que el propio switch tome la determinación de prioridad para ser el root bridge basándose en ciertas condiciones del resto de los switches de la red. Para llevar a cabo esta función se utiliza el comando siguiente: Switch(config)# spanning-tree vían vlan-id root {primary | secondary} [diameter diameter] Este comando es una macro que ejecuta otros comandos, es decir, que el switch busca en la topología activa en la red quién es el root bridge y se autoconfigura una prioridad menor de la que éste tiene. Esto hace que al utilizar el parámetro primary el switch se convierta en root bridge (utiliza una prioridad de 24576), mientras que con el parámetro secondary la prioridad alcanza un valor de 28672. www.FreeLibros.com 366 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Como ejemplo final se muestra en la siguiente sintaxis la salida de un switch que está usando su prioridad por defecto para la VLAN 100. En el modo extendido system ID la prioridad será entonces 32868, es decir, 32768 más 100 del número de VLAN. Switch# show spanning-tree vían 100 VLAN0100 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 4200 Address 000b.5f65.lf80 Cost 4 Port 1 (GigabitEthernetO/l) Helio Time 2 sec Max Age 2 0 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32868 (priority 32768 sys-id-ext 100) Address 000c.8554.9a80 Helio Time 2 sec Max Age 2 0 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300 La prioridad por defecto es mayor que el actual root bridge, de tal manera que este switch no puede convertirse en root bridge. Ahora se configura con el método automático para intentar que esta situación cambie: Switch(config)# spanning-tree vían 100 root primary % Failed to make the bridge root for vían 100 % It may be possible to make the bridge root by setting the priority % for some (or all) of these instances to zero. El método ha fallado, la prioridad del actual root bridge es de 4200 y debido a que esa prioridad es menor que 24576 el switch local tratará de poner su propia prioridad a menos de ese valor. Aunque la prioridad resultante es 104 la configuración de system ID extendido requiere que este valor sea múltiplo de 4096 y sólo hay un valor que podría funcionar que es 0. Este mecanismo automático no puede usar dicho valor. Finalmente habrá que buscar otras alternativas de configuración como configurar esa prioridad de 0 manualmente: Switch(config)# spanning-tree vían 100 priority 0 En este ejemplo la prioridad resultante al estar utilizando system ID extendido será de 100 (prioridad 0 más VLAN ID 100). Switch# show spanning-tree vían 100 VLAN0100 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 100 Address 000c.8554.9a80 This bridge is the root Helio Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 100 (priority 0 sys-id-ext 100) www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © r A-MA 367 Address 000c.8554.9a80 Helio Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300 OPTIMIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE STP La decisión más importante en el diseño de STP es la ubicación del root bridge, otras decisiones, como por ejemplo un camino libre de bucles, ocurrirán luego de ejecutarse el mecanismo de STP. Existirán razones especiales donde esos caminos necesiten una mejora u optimización adicional. Como se explicó en párrafos anteriores los criterios de elección se llevan a cabo según: • El menor bridge ID • El menor root path cost • El menor sender bridge ID • El menor sender port ID Mejorando la configuración del root path cost El root path cost para cada puerto en el switch es determinado por los costes acumulativos a medida que las BPDU van viajando. Cuando un switch recibe una BPDU el coste del puerto que recibe se suma a root path cost de esa BPDU. El valor por defecto es inversamente proporcional al ancho de banda del puerto, este valor es confígurable. Antes de modificar el root path cost de los switch se debería calcular el root path cost de todos los enlaces alternativos. Estos cambios deben hacerse con mucha precaución. El siguiente comando sirve para modificar el coste de un puerto: Switch (config-if)# spanning-tree [vían vlan-id] cost cost Si el parámetro vían es utilizado, entonces el coste del puerto es modificado únicamente para esa VLAN en particular, de lo contrario el coste se modifica para todas las VLAN de ese puerto. El coste tiene un rango 1 hasta 65535. Hay unos valores estándar que corresponden al ancho de banda del puerto. www.FreeLibros.com 368 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a Ancho de banda Coste antiguo de STP Coste actual de STP 4 Mbps 250 250 10 Mbps 100 100 16 Mbps 63 62 45 Mbps 22 39 100 Mbps 10 19 155 Mbps 6 14 622 Mbps 2 6 1 Gbps 1 4 10 Gbps 0 2 El siguiente ejemplo cambiará el coste de los puertos de la VLAN 10 a un valor de 2: Switch(config-if)# spanning-tree vían 10 cost 2 Para ver el coste de una interfaz se puede utilizar el siguiente comando: Switch# show spanning-tree interface type mod/num [cost] Switch# show spanning-tree interface gigabitEthernet 0/1 Vían Role Sts Cost Prio.Nbr Type VLAN0001 VLAN0010 VLAN0020 Root Desg Root FWD 4 FWD 2 FWD 4 128.1 128.1 128.1 P2p P2p P2p Mejorando la configuración del port ID El último criterio en la decisión de STP es el port ID. Éste es el identificador del puerto que utiliza el switch y que tiene un valor de 16 bits de los cuales 8 bits corresponden a la prioridad y 8 bits al número del puerto. La prioridad del puerto es un valor entre 0 y 255 y que por defecto para todos es de 128. El número de puerto tiene un rango entre 0 y 255 y representa la ubicación física del puerto real. Los números de puerto comienzan con 1 en los puertos 0/1 y se van www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © RA-MA 369 incrementado a través de cada módulo y es un valor fijo ya que se basa en la localización del hardware del switch. Dependiendo de los módulos utilizados los números de puerto no tienen por qué ser consecutivos. El port ID puede modificar la decisión de STP a través de la prioridad, el siguiente comando modifica ese parámetro: Switch (config-if )# spanning-tree [vían vlan-list] port-priority p o rt-p rio rity Se puede modificar la prioridad del puerto para una o más VLAN utilizando el parámetro vían a través de un rango de valores separados por comas de lo contrario la prioridad del puerto se aplica a todas las VLAN. Un valor de prioridad menor indica un grado de preferencia o mejor camino hacia el root bridge. El siguiente ejemplo cambiará la prioridad del puerto 3/16 de 128 a 64 para las VLAN 10 y 100. Los cambios pueden observarse en la sintaxis más abajo: S w i t c h (config)# interface gigabitethernet 3/16 Switch(config-if )# spanning-tree vían 10,100 port-priority 64 Switch# show spanning-tree interface gigabitEthernet 3/16 Vían Role Sts Cost Prio.Nbr Type VLAN0010 Desg FWD 4 64.144 Edge P2p VLAN0100 Desg FWD 4 64.144 Edge P2p VLAN0200 Desg FWD 4 128.144 Edge P2p Mejorando la convergencia se STP STP utiliza varios temporizadores, una secuencia de estados a través de los cuales los puertos deben pasar y unas condiciones de cambios de topologías específicas para prevenir los bucles de capa 2. Cada uno de estos 3 parámetros está configurado con valores por defecto y para un tamaño de red específico. En la mayoría de los casos la operación por defecto de STP es suficiente para mantener la red libre de bucles. Existen otras situacionesdonde sólo la utilización de los parámetros por defecto de STP puede retrasar eldesempeño de la red al tener que esperar que los temporizadores expiren sus tiempos. Por ejemplo, cuando una terminal se conecta a un puerto del switch no puede generar ningún bucle de red. Otra situación tiene que ver con el tamaño de la red de capa 2. En una red pequeña los valores de los temporizadores por defecto pueden retrasar su funcionamiento por lo que deberían ser configurados con valores más pequeños. Estas u otras situaciones son las que necesitan una modificación de los temporizadores STP. www.FreeLibros.com 370 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA La modificación manual de los temporizadores puede llevarse a cabo con los siguientes comandos: Switch(config)# spanning-tree [vían vlan-id] helio-time seconds Switch(config)# spanning-tree [vían vlan-id] forward-time seconds Switch(config)# spanning-tree [vían vlan-id] max-age seconds Estos temporizadores pueden se modificados para una sola instancia STP con el parámetro vlan-id o para todas si este parámetro es omitido. El temporizador helio es el que regula el envío las BPDU desde el root hacia todos los demás switch. Este temporizador también configura el intervalo de tiempo en el que el switch espera escuchar helio de sus vecinos. Las BPDU de configuración por defecto se envían cada 2 segundos, para modificar este parámetro el rango posible es de 1 a 10 segundos. El temporizador forward delay determina la cantidad de tiempo en que el puerto está en los estados escuchando y aprendiendo antes de pasar al estado de enviando. Este valor por defecto es de 15 segundos y puede modificarse con el parámetro forward delay, entre 4 y 30 segundos. Este temporizador debe ser configurado con especial atención, porque de éste depende la propagación de las BPDU a través de los switches. Valores inadecuados dependiendo del tamaño de la red pueden permitir la creación de bucles en la red. El temporizador max age especifica el tiempo de vida de una BPDU almacenada que ha sido recibida en un puerto designado. Aun así las BPDU son también recibidas en puertos no designados en los tiempos específicos. Si un fallo en el envío de las BPDU ajeno a la red, como el filtrado por ACL o firewall, el switch que est,a recibiendo espera que el temporizador max age termine para escuchar otras BPDU. A partir de este mecanismo el puerto no designado pasa al estado aprendiendo, el puerto pasa a ser el designado y se reestablece la conectividad en el segmento. Para modificar el valor por defecto de este temporizador de 20 segundos se utiliza el parámetro max age entre 6 y 40 segundos. La configuración de los temporizadores de STP puede realizarse también automáticamente. Los switches Catalyst utilizan el siguiente comando para la configuración automática de los temporizadores Switch(config)# spanning-tree vían vlan-list root {primary secondary} [diameter diameter [helio-time helio-time]] | Los temporizadores de STP serán ajustados acorde a la especificación IEEE 802.ID con sólo indicar el diámetro de la red tomado como el número www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 371 máximo de switch que el tráfico debe atravesar en la red de capa 2. Este rango puede variar desde 1 a 7 switches. El parámetro helio time es opcional, cuyo valor por defecto es de 2 segundos. El siguiente ejemplo configura un helio time de 1 segundo, más abajo se muestra el resultado en un comando show: S w i t c h (config)# spanning-tree vían 100 root primary diameter 3 helio-time 1 Switch# show spanning-tree vían 100 VLAN0100 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 100 Address 0 0 0 c .8554.9a80 This bridge is the root Helio Time 1 sec Max Age 7 sec Forward Delay 5 sec Bridge ID Priority 100 (priority 0 sys-id-ext 100) Address 000c.8554.9a80 Helio Time 1 sec Max Age 7 sec Forward Delay 5 sec Aging Time 300 C O N V E R G E N C IA D E E N L A C E S R E D U N D A N T E S Existen métodos adicionales que hacen que la convergencia STP sea más rápida en casos de fallos del enlace. Estos métodos son los siguientes: • Port Fast, habilita conectividad rápida para los puertos conectados a estaciones de trabajo o equipos terminales mientras éstos están inicializando. • Uplink Fast, habilita el enlace uplink rápido del switch en la capa de acceso cuando existen conexiones duales hacia la capa de distribución. • Backbone Fast, habilita una rápida convergencia en el core de la red después de que un cambio de topología ocurre en STP. Port fast: una estación de trabajo de usuario final está conectada a un puerto de un switch en la capa de acceso. Si la estación de trabajo se apaga y se enciende el switch, verifica el cambio de estado del puerto lo que significa que éste no será utilizable hasta que los tiempos permitan que pase desde el estado de bloqueando a enviando. Con los temporizadores por defecto de STP esa transición lleva al menos 30 segundos, es decir, que la estación de trabajo no podrá enviar ni www.FreeLibros.com 372 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a recibir datos hasta que transcurra dicho período. Para el caso de que se esté empleando un enlace EtherChannnel con PAgP habrá que sumarle unos 20 segundos más. En puertos de switch que conectan sólo hacia simples estaciones de trabajo los bucles de capa 2 nunca serán posibles. Los switches Catalyst ofrecen la característica port fast la cual baja los tiempos de cambio de estado de STP. Cuando el enlace de la estación de trabajo se levanta en el puerto port fast, el switch mueve inmediatamente el estado del puerto a enviando. Una de las características más ventajosas es que las BPDU TCN no son enviadas ante los cambios de estado de los puertos configurados como port fast. Por defecto port fast está deshabilitado en todos los puertos. Para configurarlo a todos los puertos de acceso se puede utilizar el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree portfast default Para deshabilitarlo bastará con anteponer un no delante del comando. Es evidente que un puerto conectado a un dispositivo de capa 2 o a un hub no debe tener habilitada esta opción. De la misma manera se puede configurar la característica port fast en algún puerto específico con la siguiente serie de comandos: Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)# switchport host switchport mode will be set to access spanning-tree portfast will be enabled channel group will be disabled La verificación del estado del puerto puede hacerse con el siguiente comando, más abajo se muestra la sintaxis de un ejemplo: Switch# show spanning-tree interface type mod/num portfast Switch# show spanning-tree interface fastethernet 0/1 portfast VLAN0010 enabled Uplink Fast: tomando como ejemplo un switch de la capa de acceso que tiene Uplink o enlaces redundantes hacia los switches de distribución. Normalmente un sólo enlace estará en estado enviando mientras que el otro estará en estado bloqueando. En el caso de fallo en el primer enlace habrá que esperar 50 segundos antes de que el puerto del enlace redundante pudiera ser utilizado. www.FreeLibros.com © . CAPÍTULO 14. STP ra -m a 373 La característica de Uplink Fast permite mantener uno de los puertos en el estado de envío y los demás en el estado de bloqueando pero preparados para ser utilizados inmediatamente en el caso de que el primero falle. El siguiente comando habilita esta característica: (config)# spanning-tree uplinkfast second] S w i t c h [max-update-rate pkts-per- Cuando se habilita Uplink Fast se hace para todos los puertos y todas las VLAN. Mantiene un registro de todos los posibles caminos hacia el root bridge. Este comando no está permitido en el root bridge y mantiene el switch configurado en el extremo de la capa de acceso no permitiendo que sea root en ningún momento. La prioridad del switch es elevada a 49152 haciendo que su elección como root bridge sea prácticamente imposible. Incrementa el coste de los puertos hasta 3000 para que no sean caminos deseados hacia el root por otros switch que estuvieran por debajo de éste. El switch avisa del nuevo estado de los enlaces enviando tramas multicast con destino 0100.0ccd.cdcd en lugar de las estaciones contenidas en la tabla CAM. De esta manera hace que los host aprendan las direcciones hacia el origen. El siguiente es un ejemplo de un show spanning-tree uplinkfast Switch# show spanning-tree uplinkfast UplinkFast is enabled Station update rate set to 150 packets/sec. UplinkFast statistics Number of transitions via uplinkFast (all VLANs) : 2 Number of proxy multicast addresses transmitted (all VLANs) Ñame Interface List : 52 VLAN0001 GiO/1(fwd) VLAN0010 GiO/1(fwd) VLAN0100 GiO/1(fwd) Backbone Fast: en el backbone de la red en la capa de core se utiliza un método diferente para hacer que la convergencia STP sea mas breve. Backbone Fast funciona manteniendo al switch constantemente comprobando si existen caminos alternativos hacia el root bridge, para el caso de que se detecte un fallo de un enlace indirecto. Estos fallos de enlaces indirectos ocurren cuando un enlace que no está directamente conectado falla. Cuando el switch recibe una BPDU inferior desde su bridge designado en su puerto raíz o en un puerto en el estado www.FreeLibros.com 374 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a bloqueando, detectará un fallo en un enlace indirecto. Las BPDU con un número de secuencia inferior son enviadas por bridge designados que han perdido su conexión hacia el root bridge y anunciándose a sí mismos como nuevos root bridge. Normalmente un switch debe esperar que los temporizadores max age expiren para responder a BPDU inferiores a la que ya se conocen. Pero con Backbone Fast se puede determinar cuándo existen otros caminos alternativos hacia el root bridge según los tipos de puertos que reciben las BPDU inferiores: • Si la BPDU inferior se recibe en un puerto que está en el estado bloqueando el switch considera el root port y todos los demás puertos en estado bloqueando como caminos alternativos hacia el root bridge. • Si una BPDU inferior llega al root port, el switch considerará todos los puertos que están en el estado bloqueando como caminos alternativos hacia el root bridge. • Si la BPDU llega al root port y no existen puertos bloqueando, el switch asume que ha perdido conectividad con el root bridge. Backbone Fast permite estos mecanismos antes de que el temporizador max age expire. Detectar caminos alternativos hacia el root bridge involucra un proceso interactivo con otros switches. Si el switch local tiene puertos bloqueados, Backbone Fast utiliza el protocolo RLQ (Root Link Query) para verificar que los switches que tiene por encima tienen conexiones establecidas hacia el root bridge. Backbone Fast es simple de configurar y opera haciendo que el temporizador max age sea más breve cuando es necesario. Pero aun con este proceso los puertos deberán pasar por los estados escuchando y aprendiendo. Finalmente el tiempo queda reducido de 50 a 30 segundos. Para la configuración de Backbone Fast se utiliza el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree backbonefast Backbone Fast debe estar habilitado en todos los switches de la red debido al requerimiento de peticiones RLQ para mantener informados a todos los switches sobre la estabilidad de la red. El protocolo RLQ sólo funciona si Backbone Fast está activo. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © r A-MA 375 La verificación de Backbone Fast puede comprobarse con el siguiente comando: Switch# show spanning-tree backbonefast R E S O L U C IÓ N d e f a l l o s e n s t p Debido a que STP utiliza diferentes tipos de contadores y cálculos dinámicos, predecir su estado es complejo. La información para resolver y verificar el funcionamiento de STP puede verse en la siguiente tabla: Comando Función Switch# show spanningtree Muestra todos los parámetros STP para todas las VLAN con un resumen de la información del puerto. Switch# show spanningtree detail Muestra todos los parámetros STP para todas las VLAN con la información del puerto muy detallada. Switch# show spanningtree [vían vlan-id] summary Muestra el estado STP de los puertos del switch. Switch# show spanningtree [vían vlan-id ] root Identifica el Root Bridge ID, el Root Port y el Root Path Cost. Switch# show spanningtree [vían vlan-id] bridge Muestra el bridge ID y los temporizadores STP del switch local. Switch# show spanningtree uplinkfast Muestra el estado STP Uplink Fast. Switch# show spanningtree backbonefast Muestra el estado Backbone Fast. www.FreeLibros.com STP 376 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA PROTECCIÓN DE LAS TOPOLOGÍAS STP Protección contra BPDU inesperadas Una red ejecutando STP utiliza las BPDU para la comunicación entre los switches. De esta manera reconocen la existencia de los demás switches de la topología. Una vez que el root bridge es elegido envía las BPDU hacia los demás que confían en él. De manera eventual todos los switch del dominio STP reciben las BPDU de tal forma que convergen estables y libres de bucles. Para mantener esta topología de manera eficiente la ubicación del root bridge debe ser previsible. Lo mejor es la configuración manual del mismo y además otro switch que pueda tomar esa función si el primero falla. Se debe tener en cuenta qué ocurriría si otro switch se conecta a la red de manera que intente ser el nuevo root bridge y cuál es la manera de evitarlo. Después de que la topología STP ha convergido y está libre de bucles, los puertos del switch toman diferentes roles: • Root port, es el puerto raíz con el menor root path cost hacia el root bridge. • Designated port, es el puerto designado de un segmento de LAN que está más cerca del root. Este puerto es el que envía las BPDU hacia abajo en el árbol de STP. • Blocking port, es el puerto en estado bloqueando, que no es ni root ni puerto designado. • Alternate port, es un puerto alternativo candidato a ser root port, también están cerca del root bridge pero en estado bloqueando. Están preparados para ser utilizados ráridamente por la característica de STP Uplink Fast. • Forwarding port, son puertos en estado de enviando donde no se espera otra actividad STP, son las conexiones finales a los usuarios. El root bridge siempre se espera detectarlo en los puertos raíz o en los puertos alternativos porque son los que están más cerca de él. En el supuesto caso de que otro switch sea introducido en la red con una prioridad mejor que la que posee el actual root, podría llegar a convertirse en el nuevo root bridge y la topología podría converger en una nueva forma. Esto es válido para STP porque el switch con el menor ID siempre ganará la elección de root. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 14. STP 377 Esto no siempre es lo deseable, la nueva topología STP podría ser inadecuada, mientras que a su vez la reconvergencia de la red haría que estuviese indisponible durante un determinado período. La característica Root Guard ñie desarrollada para controlar cuándo los candidatos a ser root bridge se conectan en la red. Básicamente un switch aprende e identifica la bridge ID del root si otro switch anuncia una mejor. Donde Root Guard está habilitado el switch local no permitirá al nuevo switch que se convierta en root, mientras que BPDU superiores están llegando a ese puerto, éste mantendrá un estado inconsistente STP. En este estado no se podrá enviar ni recibir datos pero se pueden recibir BPDU para detectar un nuevo anuncio del root. Básicamente lo que hace Root Guart es que un puerto solamente pueda enviar BPDU pero no recibirlas. Previene que un puerto se convierta en puerto raíz donde normalmente las BPDU podrían ser recibidas desde el root bridge. Esta característica está deshabilitada por defecto y se habilita únicamente por puerto utilizando el siguiente comando: Switch(config-if )# spanning-tree guard root Cuando las BPDU superiores no son recibidas el puerto vuelve a pasar por los estados STP y regresa a su estado normal. La utilización de Root Guard afecta a todas las VLAN asociadas al puerto, es recomendable configurarlo en los puertos donde nunca se espera un root bridge para alguna de esas VLAN. Para ver el estado inconsistente de un puerto puede hacerse con el siguiente comando: Switch# show spanning-tree inconsistentports Cuando Port Fast es habilitado no se espera encantar ningún dispositivo que genere BPDU, es decir, nada que pueda provocar un bucle. Cuando por error se conecta un switch a un puerto en el que se ha habilitado Port Fast, existe un problema potencial de que se genere un bucle y aún más cuando el nuevo switch se anuncia como posible root bridge. La característica BPDU Giuard fue creada para garantizar la integridad de los puertos del switch Port Fast para que si alguna BPDU es recibida, el puerto se ponga inmediatamente en estado errdisable. El puerto pasa a una condición de error y es desactivado, teniendo que ser manualmente rehabilitado o automáticamente recuperado a través de la función de un temporizador. www.FreeLibros.com 378 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Por defecto BPDU Guard está deshabilitado en todos los puertos del switch pudiendo configurarse con el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree portfast bpduguard default Switch(config-if)# spanning-tree bpduguard enable Los puertos que tienen Port Fast habilitado también tendrán BPDU Guard habilitado. Como en la mayoría de los comandos para desactivar BPDU Guard bastará con anteponer un no a la línea de comandos, por ejemplo para un puerto determinado: Switch(config-if)# no spanning-tree bpduguard enable Se debería configurar BPDU Guard en todos los puertos con Port Fast para prevenir que un switch pueda ser añadido a ese puerto de manera intencionada o por error. La capa de acceso es un ejemplo de utilización de este mecanismo. Protección contra la pérdida repentina de BPDU Cisco tiene dos características que ayudan a detectar y prevenir la pérdida inesperada de BPDU: • Loop guard • Unidirectional Link Detection (UDLD) Suponiendo que un Puerto del switch esté recibiendo BPDU y que su estado sea bloqueando, este puerto constituye un camino redundante. El estado bloqueando indica que no es puerto raíz ni puerto designado y que permanecerá en ese estado mientras un flujo estable de BPDU sea recibido. Si las BPDU están siendo enviadas por un enlace y el flujo se detiene por alguna razón, la última BPDU conocida se mantiene hasta que el temporizador Max Age expire. Entonces la BPDU es eliminada y el switch interpreta al no recibir más BPDU que no existe otro dispositivo conectado. El switch comienza a mover el puerto por los estados de STP hasta iniciar el movimiento de tráfico lo que potencialmente podría generar un bucle de capa 2. Para prevenir esta situación se puede habilitar la característica de STP Loop guard. Una vez funcionando, Loop guard, mantiene un registro de la actividad de los puertos no designados. Mientras las BPDU se reciben se permite un comportamiento del puerto siguiendo los procesos normales de STP. Cuando las BPDU se pierden Loop guard mueve el puerto a un estado llamado loop www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 379 ¡n c o n siste n t. El puerto es bloqueado para prevenir que se formen bucles y mantener el puerto en su rol de no designado. Cuando las BPDU no son recibidas en el puerto, permite que el puerto pase por los estados STP y se convierta en un puerto activo, de manera que proporciona un mecanismo automático sin intervención manual. Por defecto Loop guard está deshabilitado en todos los puertos, el siguiente comando lo configura de manera global: S w i t c h (config)# spanning-tree loopguard default De la misma manera se puede habilitar o deshabilitar en cada puerto: S w i t c h (config-if)# [no] spanning-tree guard loop Aunque su configuración se aplica para todo el puerto Loop guard no bloquea el puerto completo sino que lo hace por VLAN. Se puede habilitar en todos los puertos del switch sin importar sus funciones, el switch averigua qué puertos son no designados y monitoriza la actividad de las BPDU para mantenerlos en ese estado. Los puertos designados son los puertos raíz, los puertos designados y los puertos que normalmente están en estado bloqueando. En una red de campus los switches están conectados por enlaces bidireccionales donde el tráfico puede fluir en dos direcciones. Si un enlace tiene un problema físico los dos switches que interconecta el enlace detectan el problema apareciendo como no conectado. Pero si sólo una parte del enlace, ya sea transmisor o receptor, tuviera un fallo atípico, como el mal funcionamiento de un transceptor, los switches podrían ver que el tráfico fluye en ambas direcciones cuando en realidad el enlace está estropeado y el tráfico fluye sólo en una dirección. Este problema se conoce como unidirectional link. Un link unidireccional tiene un peligro potencial en las topologías STP haciendo que las BPDU no sean recibidas en uno de los extremos del enlace. Cuando un puerto no recibe BPDU interpreta de forma segura que puede avanzar entre los estados de STP hasta terminar enviando tráfico. Cuando esto ocurre en un enlace bidireccional se forma un bucle y el switch nunca se dará cuenta del error. Cisco ofrece una solución propietaria UDLD (UniDirectional Link Detection). Al estar habilitado UDLD monitoriza de manera activa el puerto para ver si el enlace es realmente bidireccional. El switch envía tramas UDLD especiales identificando el puerto en intervalos de tiempo regulares. www.FreeLibros.com 380 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA UDLD espera que el switch responda a estas tramas por el mismo enlace, si ambos extremos reciben la trama el enlace tiene que ser bidireccional. Si las tramas que son respondidas no se ven, el enlace es unidireccional por algún otro motivo o fallo. Para que el proceso de respuesta se produzca ambos extremos del enlace deben estar configurados para UDLD. Los mensajes UDLD se envían por defecto cada 15 segundos. El objetivo final de UDLD es detectar enlaces unidireccionales antes de que STP tenga tiempo de mover el puerto desde el estado de bloqueando hasta el estado de enviando. Por lo tanto el tiempo debe ser inferior al temporizador max age más los intervalos de forward delay. UDLD puede detectar un enlace unidireccional después de que los mensajes UDLD sean perdidos durante 3 intervalos, es decir, 45 segundos. UDLD tiene dos modos de operación: • Modo de operación UDLD normal: cuando un enlace unidireccional es detectado se permite que el puerto continúe su operabilidad, UDLD simplemente marca el puerto como en un estado indeterminado y genera un mensaje en el syslog. • Modo de operación UDLD agresivo: cuando un enlace unidireccional es detectado el switch toma una acción para reestablecer el enlace. Básicamente el puerto es puesto en el estado errdisable de manera que no podrá ser utilizado. La configuración de UDLD puede hacerse por puerto o de manera global para todos los puertos que sean de fibra óptica de cualquier tipo. Por defecto UDLD esta deshabilitado en todos los puertos del switch, para configurarlos se utiliza la siguiente sintaxis: Switch(config)# udld {enable | aggressive | message time seconds} Para uso normal se utiliza el parámetro enable, mientras que para el modo agresivo se utiliza el parámetro aggressive. El último parámetro se utiliza para poner el intervalo de los mensajes en un rango de entre 7 y 90 segundos. Para habilitar o deshabilitar UDLD por puerto se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if)# udld {enable | aggressive | disable} Se puede habilitar de manera segura UDLD en todos los puertos del switch, éste determinará cuáles son los puertos de fibra donde aplicarlo. Los puertos de cobre no sufrirán las características que permiten los enlaces www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 381 unidireccionales. UDLD detecta la condición de unidireccionalidad en un enlace, por lo tanto en un EtherChannel sólo el enlace donde se produce esta condición será deshabilitado. Filtros BPDU para deshabilitar STP Normalmente STP opera en todos los puertos del switch en un esñierzo para tratar de que no se formen los bucles de capa 2. Las BPDU son enviadas a todos los puertos del switch, incluso en los que Port Fast está habilitado. Las BPDU también pueden ser recibidas y procesadas si son recibidas por otro switch de un dominio STP diferente. Aunque STP debería estar siempre ejecutándose, en ciertos casos habrá que prevenir el envío de las BPDU o su proceso en uno o más puertos del switch. Para conseguir este objetivo se puede utilizar filtrado de las BPDU que por defecto está deshabilitado en todos los puertos del switch. La configuración puede hacerse de manera global afectando de esta manera a todos los puertos utilizando el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree portfast bpdufilter default Todos los puertos que tienen Port Fast habilitado también tendrán los filtros BPDU habilitados. De la misma forma puede configurarse hacerse por puertos: Switch(config-if)# spanning-tree bpdufilter {enable | disable} RESOLUCION DE FALLOS EN LA PROTECCIÓN DE STP Debido a que existen diversos métodos de protección de STP disponibles, la siguiente tabla expone algunos de los comandos necesarios para la resolución y análisis de fallos: Comando Función Switch# show spanning-tree inconsistentports Lista los puertos que están en un estado inconsistente. Switch# show spanning-tree interface type mod/num [detail] Muestra razones detalladas de inconsistencias. www.FreeLibros.com 382 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Switch# show spanning-tree summary Switch# show udld [type mod/num] Switch# udld reset Muestra el estado de las BPDU. Muestra el estado del UDLD en uno o más puertos. Rehabilita puertos que UDLD agresivo ha puesto en errdisable. RAPID SPANNING TREE PROTOCOL RSTP está definido en el estándar IEEE 802.1W y fue desarrollado para usar los conceptos principales del estándar 802.ID pero con un tiempo de convergencia mucho más rápido. RSTP puede ser aplicado a una o múltiples instancias, es decir a una o varias VLAN. Para aplicarlo a varias VLAN se utiliza el mecanismo propietario de Cisco PVST+ de tal forma que con esta combinación se consigue la versión rápida RPVST+. RSTP también puede ser utilizado como parte de MST (Múltiple Spanning Tree) del estándar 802.IS. Funcionamiento de RSTP En el estándar 802.ID, como se explicó en párrafos anteriores, cada puerto del switch tiene diferentes roles y estados, sólo el estado enviando permite enviar y recibir datos. El estado del puerto está vinculado con el rol que debe cumplir, un puerto que está bloqueando no podrá ser nunca un puerto raíz o designado. RSTP lleva a cabo una rápida convergencia dejando a cada switch interactuar con sus vecinos a través de cada puerto. Esta interacción se lleva a cabo basándose en el rol de cada puerto y no de manera estricta según las BPDU, que son enviadas desde el root bridge. Luego de la determinación del rol cada puerto obtiene un estado que indica que hacer con los datos que le llegan. En una topología RSTP el root bridge se elige de la misma manera que en el estándar 802.ID. Una vez que todos los switch están de acuerdo en la identificación del root, se determinan los roles de los puertos que pueden ser los siguientes: • Root port, es el puerto raíz con el menor root path cost hacia el root bridge. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 383 • Designated port, es el puerto designado de un segmento de LAN que está más cerca del root. Este puerto es el que envía las BPDU hacia abajo en el árbol de STP. • Alternate port, es un puerto que tiene un camino alternativo hacia el root y diferente del camino que utiliza el root port para llegar al root bridge. Este camino es menos deseable que el root port. • Backup port, proporciona redundancia en un segmento donde otro switch está conectado. Si este segmento común se pierde el switch no podría tener otro camino hacia el root. RSTP sólo define estados de puertos acorde a lo que el switch hace con las tramas que le llegan. Un puerto puede tener algunos de los siguientes estados: • Descartando, las tramas de entrada simplemente son eliminadas, no se aprende ninguna dirección MAC; este estado combina los estados desconectado, bloqueando y aprendiendo del 802.ID. • Aprendiendo, las tramas que le llegan son eliminadas pero las direcciones MAC quedan almacenadas. • Enviando, las tramas de entrada son enviadas acorde a la dirección MAC que han sido aprendidas. BPDU en RSTP En STP las BPDU se originan en el root bridge y se envían a todos los switches que están por debajo del árbol; debido a esta propagación de las BPDU la convergencia en 802.ID tiene que esperar que se cumplan todas las condiciones para hacerse efectiva. RSTP utiliza el mismo formato de BPDU para compatibilidad con STP, pero algunos de los bits que no son utilizados en el campo type ahora serán usados. El puerto del switches que esta enviando se identifica a sí mismo por su rol y estado en RSTP, el campo de la versión de BPDU se pone a un valor de 2 para distinguirlas de su antecesor. RSTP utiliza un proceso interactivo mediante el cual dos switches vecinos pueden negociar cambios de estado. Algunos de los bits de las BPDU se utilizan como identificadores en los mensajes durante esta negociación. Las BPDU se envían por todos los puertos del switch en los intervalos helio sin importar si son recibidas o no desde el root. De esta manera cualquier switch en cualquier ubicación de la red puede desempeñar un rol activo en el mantenimiento de la topología. Los switches también pueden recibir BPDU de manera regular desde sus vecinos. Cuando se pierden varias BPDU seguidas se www.FreeLibros.com 3 84 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA presume que el vecino ha caído y toda la información relativa de los puertos hacia el vecino se elimina automáticamente. Esto significa que el switch puede detectar un fallo en el vecino dentro de 3 veces el intervalo helio, por defecto 6 segundos, en lugar de esperar que expire el tiempo del temporizador max age como en el caso de STP 802. ID. Debido a que RSTP distingue las BPDU 802.ID pueden coexistir ambas versiones. Cada puerto intentará operar acorde a las BPDU de STP que recibe. Existe un temporizador específico que mantiene el protocolo que ha escuchado el puerto y no lo cambia hasta recibir otra versión de STP diferente. Convergencia de RSTP La convergencia de RSTP en una red es el proceso que demanda a los switches pasar desde un estado de independencia a un estado de uniformidad en el que todos los switches están de acuerdo sobre quién es el root y se crea una topología libre de bucles. La convergencia es un proceso de dos estados: 1. Un root bridge común debe ser elegido y todos los switches tienen que tener conocimiento de él. 2. El estado de todos los puertos de cada uno de los switch en el dominio de STP tiene que pasar desde el estado bloqueando al estado apropiado para prevenir bucles. La convergencia toma un tiempo porque los mensajes tienen que ser propagados de switch a switch. El STP tradicional también requiere además que varios temporizadores expiren para que los puertos puedan de manera segura transmitir datos. RSTP tiene una manera diferente de operar, el switch toma la decisión de enviar tráfico o no, basándose en el tipo de puerto. Tipos de puertos Cada puerto del switch puede ser reconocido como uno de estos tipos: • Puerto frontera, éste es un puerto en el borde de la red. Normalmente lo único que conecta son terminales. Tradicionalmente este tipo de puerto se ha identificado con la característica port fast, RSTP mantiene el mismo concepto. En este puerto no se puede crear un bucle ya que está conectado a un host por lo tanto puede de manera inmediata pasar ál estado de www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 385 enviando, pero si por alguna razón se escuchan BPDU automáticamente pierde su estado de último puerto o frontera (edge). • Puerto raíz, es el puerto que tiene el mejor coste hacia el root en la instancia de STP. Solamente un puerto raíz puede ser seleccionado al mismo tiempo, aunque pueden existir varios puertos alternativos. En el caso de la existencia de caminos alternativos los puertos son identificados como puertos raíz alternativos y pueden, de manera inmediata, enviar tráfico en el caso de que el puerto raíz falle. • Puerto punto a punto, es cualquier puerto que conecte hacia otro switch y se convierta en puerto designado. Un rápido reconocimiento con el vecino define el estado del puerto en lugar de los típicos temporizadores. El intercambio de las BPDU se realiza de común acuerdo. Un switch propone que su puerto sea el designado, si el otro switch está de acuerdo responde con un mensaje de confirmación. Los puertos punto a punto son determinados de manera automática por el modo dúplex en uso. Los puertos full dúplex son considerados punto a punto porque solamente 2 switches pueden pertenecer al enlace. La convergencia de STP puede acontecer rápidamente en enlaces punto a punto a través de saludos de dos vías RSTP entre los switches. Los puertos half dúplex se considera que están en un medio compartido con la posibilidad de que existan 2 o más switches, por lo que no serán puertos punto a punto. En estos casos se utiliza el sistema de convergencia tradicional STP 802.ID, por lo que los tiempos de convergencia son más elevados. Sincronización Para participar en la convergencia de RSTP un switch debe decidir el estado de cada uno de sus puertos. Los puertos que no son frontera comienzan en el estado descartando, luego de que las BPDU se intercambian entre el switch y sus vecinos se identifica el puerto raíz. Si un puerto recibe una BPDU desde un vecino ese puerto es el raíz. Para cada puerto que no sea frontera el switch intercambia un saludo de dos vías en forma de “propuesta/acuerdo” para decidir el estado de cada extremo del enlace, cada switch asume entonces que sus puertos deberían llegar a ser www.FreeLibros.com 386 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a puertos designados para ese segmento. Un mensaje de propuesta sugiriendo este mecanismo se envía a los vecinos del switch. Cuando un switch recibe un mensaje de propuesta en un puerto ocurre lo siguiente: 1. Si la propuesta del que envía tiene una BPDU superior, el switch local se da cuenta de que el que envía debe ser el switch designado y su puerto toma el rol de nuevo puerto raíz. 2. Antes de que el switch esté de acuerdo debe sincronizarse a sí mismo con la topología. 3. Todos los puertos que no sean frontera, son movidos inmediatamente al estado descartando (bloqueando) de tal manera que no puedan formar bucles. 4. Se envía un mensaje de acuerdo de regreso al emisor indicando que el switch está de acuerdo con la nueva elección del puerto designado. Además se informa del proceso de sincronización a los demás switch. 5. El puerto raíz se pasa inmediatamente al estado enviando, pudiendo ya enviar datos. 6. Por cada puerto que no sea frontera que está en estado descartando, envía un mensaje de propuesta al vecino respectivo. 7. Un mensaje de acuerdo es recibido desde un vecino en un puerto que no sea frontera. 8. El puerto que no es frontera inmediatamente se mueve al estado enviando. www.FreeLibros.com CAPITULO 14. STP ©RA-MA 387 La siguiente figura muestra este proceso: 1-Propuesta 4-Acuerdo 5-Enviando 2-Sincronizando >< 3-Bloqueando 7-Acuerdo 8-Enviando La convergencia de RSTP comienza con un switch enviando un mensaje de propuesta, el receptor de la propuesta debe sincronizarse el mismo para efectivamente aislarse del resto de la topología. Todos los puertos que no sean frontera son bloqueados hasta que mensaje de propuesta pueda enviarse, causando que todos los vecinos sincronicen a sí mismos. Este mecanismo crea una ola de sincronización en switches en la que pueden decidir aceptar los enlaces si los vecinos están acuerdo. un se los de La siguiente figura muestra cómo la ola de sincronización viaja a través de la red en 3 intervalos de tiempo sucesivos. Junto con la ola se aíslan los switches previniendo de esta forma los bucles de red: www.FreeLibros.com 388 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA P ro p u e s ta Todo el proceso de convergencia pasa rápidamente a la velocidad de la transmisión de las BPDU sin necesidad de temporizadores, un puerto designado que envía un mensaje de propuesta podría no recibir un mensaje de acuerdo. Si el switch vecino no entiende RSTP o tiene un problema en responder, el switch que está enviando tendrá que seguir los parámetros de STP 802.ID. El puerto debe moverse a través de los estados escuchando y aprendiendo antes de enviar datos. Cambios de topología en RSTP RSTP detecta un cambio de topología sólo cuando un puerto que no es frontera pasa al estado enviando. RSTP utiliza todos sus mecanismos de convergencia para prevenir rápidamente los bucles de red. Los cambios de topologías son detectados de tal forma que las tablas de bridging son actualizadas y corregidas en los puertos que han cambiado de estado. Cuando el cambio de topología se detecta, el switch propaga los nuevos cambios a otros switch en la red, de tal manera que puedan, actualizar también sus tablas de bridging. Este proceso es similar al mecanismo de convergencia y sincronización, los mensajes TC (Topology Change) se propagan a través de la red en una ola expansiva. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © RA-MA 389 Las BPDU con su bit TC configurado se envían a través de todos los puertos designados que no sean frontera hasta que el temporizador TC expira (2 intervalos del temporizador helio). Esta notificación da aviso del nuevo cambio de topología, además de que todas las direcciones MAC asociadas con los puertos designados que no son frontera son eliminadas de la CAM. Este mecanismo fuerza a que las nuevas direcciones sean aprendidas después del cambio, cuando los host están en enlaces diferentes. Todos los switches vecinos que reciben los mensajes TC también tienen que eliminar las tablas MAC aprendidas en todos los puertos excepto en el que recibe el mensaje TC. Los switches enviarán los mensajes TC a través de todos los puertos designados que no sean frontera y así sucesivamente hasta completar la topología. CONFIGURACIÓN DE RSTP Por defecto los switches operan en el modo PVST+ usando el STP 802.ID tradicional. RSTP no puede ser utilizado hasta que un modo diferente de STP esté habilitado, RSTP es un mecanismo que está por debajo de MST o RPVST+. Los únicos cambios de configuración relativos a RSTP afectan al tipo de enlace o puerto para saber cómo se va a negociar la información de la topología con los vecinos. Para configurar un puerto para RSTP frontera se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if)# spanning-tree portfast Este comando es similar al de STP 802.ID, una vez habilitado el puerto el switch considera que sólo tiene host conectados y es por lo tanto un puerto frontera. Por defecto RSTP automáticamente decide que un puerto es punto a punto cuando está operando en full dúplex como en el caso de los .puertos conectados a otros switches. Por alguna razón necesaria el puerto puede forzarse a transmitir en half dúplex, para que funcione en modo punto a punto puede utilizarse el siguiente comando: Switch(config-if)# spanning-tree link-type point-to-point www.FreeLibros.com 390 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA RAPID PER-VLAN STP La eficiencia de cada instancia de STP puede mejorarse configurando el switch para que utilice RSTP esto significa que cada VLAN tendrá su propia instancia independiente de RSTP ejecutándose en el switch, conocido como RPVST+ (Rapid Per VLAN STP plus). Solamente en necesario un paso en la configuración para cambiar el modo se STP para comenzar a utilizar RPVSTP+, esto se lleva a cabo con el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst Este comando debe utilizarse con cuidado cuando la red está en producción debido a que cualquier proceso de STP que esté en actividad se reiniciará. Este proceso haría que cualquier enlace que esté funcionando en la red tuviera que pasar por todos los estados de STP dejando la red no disponible durante un período de tiempo con la consiguiente pérdida de datos. Para volver al modo tradicional de STP se utiliza el siguiente comando: Switch(config)# spanning-tree mode pvst Los switches vecinos tienen que soportan ambos protocolos, tanto RSTP como 802.ID. El switch puede detectar el tipo de STP del vecino por la versión que recibe en las BPDU. El comando show spanning-tree vían sirve para ver la versión que se está utilizando. Switch# show spanning-tree vían 441 VLAN0441 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 4267 Address OOdO.0457.38aa Cost 3 Port 833 (Port-channel1) Helio Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 séc La salida anterior muestra la información relativa a la instancia RSTP para la VLAN 441, en este caso la versión que se esta utilizando es RSTP. MULTIPLE SPANNING TREE PROTOCOL MST (Múltiple Spanning Tree Protocol) permite ejecutar en una o más VLAN una sola instancia de STP de tal manera que permite ajustar las configuraciones a los requerimientos necesarios. MST es conocido con el estándar 802.IS. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 391 MST está constituido bajo el concepto de asociar una o más VLAN a una sola instancia STP, múltiples instancias de STP pueden ser utilizadas cada una de ellas soportando grupos diferentes de VLAN. Cada instancia puede ser configurada de manera que envíe tráfico direccionalmente según las VLAN asociadas con dichas instancias. Para configurar MST en una red son necesarios los siguientes requisitos: • Determinar el número de instancias necesarias para soportar las topologías necesarias. • Comprobar si es necesario asociar un conjunto de VLAN a cada instancia. Regiones MST MST difiere de los otros tipos de STP, aunque puede inter operar con ellos. Si un switch está configurado para MST tiene que averiguar cuáles de sus vecinos también ejecutan MST. Este mecanismo se hace a través de la configuración de regiones. Cada switch en una región ejecuta ciertos parámetros de MST compatibles con otros switches dentro de dicha región. En la mayoría de las redes, una sola región es suficiente aunque es posible la configuración de más de una. Dentro de cada región todos los switches tienen que ejecutar las mismas instancias de MST y los siguientes atributos: 1. Nombre de configuración de MST 2. Número de revisión de MST 3. Tablas de instancias asociadas a VLAN de MST Cuando dos switches tienen el mismo número y conjuntos de atributos entonces pertenecen a la misma región, de lo contrario se encuentran en regiones separadas. Las BPDU de MST contienen atributos de configuración de tal manera que los switches que reciben estas BPDU pueden compararlas contra la configuración MST local. Si los atributos coinciden la instancia MST será compartida como parte de la misma región, de lo contrario el switch es visto como parte de otra región. Cuando hay un límite entre dos regiones cada región ve a la otra como si fuera STP 802.ID. www.FreeLibros.com 392 REDES CISCO. CCNP a Fondo________________________________________________________ ©RA-MA Instancias de STP dentro de MST MST fue diseñado para inter operar con todas las formas de STP de tal manera que tiene que soportar instancias de cada una de ellas. Para comprender mejor este concepto hay que pensar en el rol de la red con una sola topología CST, de tal manera que una instancia de STP representa todas y cada una de las VLAN así como las regiones MST. Dicha CST mantiene una topología libre de bucles a la vez que integra todas las formas de STP que pudieran estar en uso. Para hacer esto CST ve cada región como una nube, integrándola como si fuera un único switch ya que no tiene idea de los que hay en esa región. CST mantiene una topología libre de bucles solamente con los enlaces que conectan las regiones entre sí y a switches independientes con 802.1Q CST. Instancias IST Dentro de cada región MST se ejecuta una instancia IST (Intemal Spanning Tree) para mantener actualizada la topología libre de bucles entre los enlaces donde CST conoce los límites entre regiones y todos los switches dentro de éstas. Una instancia IST es como una CST localmente significativa unida a los switches frontera de cada región. El IST representa la región entera como un sólo bridge virtual hacia el CST exterior. Las BPDU se intercambian a través de la VLAN nativa en los límites de la región como si estuviera operando un sólo CST. IST Instancias MST MST posee la capacidad de mapear múltiples VLAN a un número determinado de instancias STP. Dentro de una región las instancias reales de MST (MSTI) existen junto con IST. Cisco soporta un máximo de 16 MSTI en cada www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP ©RA-MA 393 región. IST figura como MSTI con el número 0 y están disponibles desde el 1 al 15. La siguiente figura muestra como las diferentes MSTI pueden existir dentro de una región MST. La porción de la izquierda es idéntica a la figura anterior, 2 instancias MST 1 y MST 2 están configuradas con VLAN diferentes mapeadas a cada una. Sus topologías siguen la estructura de nombre de la red pero cada una converge de manera diferente. MSTI i Dentro de la nube MST existen 3 instancias independientes de STP coexistiendo, MST 1, MST 2 Y IST. Sólo IST (MST 0) envía y recibe BPDU MST conteniendo información de cada una de las instancias. Cada una de las MSTI se combina con la IST sólo en el límite de la región para formar un sub-árbol de CSP. Sólo BPDU IST serán enviadas fuera de la región. www.FreeLibros.com 394 REDES CI SCO. CCNP a Fondo ©RA-MA CONFIGURACIÓN DE MST Los atributos de MST se configuran de manera manual en cada región, no existe ningún método automático para propagar esta información de un switch a otro. Para definir una región MST se utiliza la siguiente serie de comandos: 1. Habilitar MST en el switch: Switch(config)# spanning-tree mode mst 2. Entrar en el modo de configuración de MST: Switch(config)# spanning-tree mst configuration 3. Asignar un nombre de configuración de región con un máximo de 32 caracteres: Switch(config-mst)# ñame ñame 4. Asignar un número de revisión para la región en un rango de 0 a 65535. Switch(config-mst)# revisión versión Este número sirve para determinar los cambios ocurridos en la configuración. Cada vez que se efectúa un cambio este número se incrementa en 1. La configuración de la región incluyendo el número de revisión tiene que ser igual en todos los switches de la región. 5. Asociar las VLAN a instancias de MST: Switch(config-mst)# instance instance-id vían vlan-list Los números de VLAN pueden estar dentro del rango de 1 a 4094, por defecto todas las VLAN están mapeadas a la instancia 0 de IST. 6. Se verifican los cambios pendientes: Switch(config-mst)# show pending 7. Al salir del modo de configuración se activa el proceso: Switch(config-mst)# exit Después de que MST ha sido habilitado y configurado, las operaciones de PVST+ se detienen y el switch cambia a la configuración RSTP. Un switch no puede ejecutar a la vez MST y PVST+. Es posible además configurar los parámetros que utiliza MST cuando interactúa con CST o 802.ID tradicional, los www.FreeLibros.com CAPÍTULO 14. STP © RA-MA 395 parámetros y temporizadores son idénticos y los comandos muy similares exceptuando por el parámetro MST. La siguiente tabla resume dichos comandos: Comando Descripción Switch(config)# spanning-tree mst instance-id root {primary | secondary} [diameter diameter] Configura el root bridge. Switch(config)# spanning-tree mst instance-id priority bridgepriority Configura la prioridad del bridge. Switch(config)# spanning-tree mst instance-id cost cost Configura el coste del puerto. Switch(config)# spanning-tree mst instance-id port-priority portpriority Configura la prioridad del puerto. Switch(config)# spanning-tree mst helio-time seconds Switch(config)# spanning-tree mst forward-time seconds Switch(config)# spanning-tree mst max-age seconds www.FreeLibros.com Configura los temporizadores STP. www.FreeLibros.com Capítulo 15 CONMUTACIÓN MULTICAPA ENRUTAMIENTO ENTRE VLAN En capítulos anteriores se describe el funcionamiento de las VLAN. Básicamente una VLAN es un dominio de diñisión típicamente usado para separar dispositivos generalmente en capa de acceso. Para el envío y recepción de paquetes entre las VLAN es posible utilizar cualquiera de estos mecanismos: • Un router con conexiones físicas hacia cada una de las VLAN. • Un router con conexiones lógicas hacia cada una de las VLAN. • Un switch multicapa. Los switch multicapa pueden realizar conmutación de. capa 2 con interfaces de capa 2 y enrutamiento entre VLAN con interfaces de capa 3. Estas interfaces de capa 3 podrían ser puertos del switch o interfaces SVI (Switch Virtual Interface), que es una interfaz de capa 3 virtual asignada a una VLAN. La siguiente figura muestra cómo se pueden utilizar los diferentes tipos de interfaz: www.FreeLibros.com 398 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA VLAN 3 VLAN 4 VLAN 2 VLAN 3 VLAN 4 Switch Multicapa CONFIGURACIÓN DE ENRUTAMIENTO ENTRE VLAN Para poder enrutar entre VLAN es necesario el servicio de un dispositivo capaz de realizar enrutamiento capa 3 a través de un protocolo de enrutamiento o rutas estáticas. Debido a que los switches multicapa cuentan con diferentes tipos de interfaces es necesario especificar de qué manera será utilizada cada interfaz del switch. Dependiendo del modelo los puertos serán por defecto de capa 2 (Cisco series 2950, 3560, 4500) o capa 3 (Cisco series 6500). Un puerto puede ser de capa 2 o capa 3 dependiendo de la configuración del comando switchport. Para ver en qué capa está configurado el puerto se puede utilizar el siguiente comando: Switch# show interface type mod/num switchport Si la salida muestra switchport como enabled o habilitado entonces el puerto será de capa 2 si lo muestra como disabled o deshabilitado será de capa 3. Switch# show interface gigabitethernet 0/1 switchport Ñame: Gi0/1 Switchport: Disabled Switch# www.FreeLibros.com CAPÍTULO 15. CONMUTACIÓN MULTICAPA ©RA-MA 399 Configuración de un puerto de capa 2 Para configurar un puerto para que opere a nivel de capa 2 se utiliza el siguiente comando: S wi t c h ( c o n f i g ) # interface type mod/num S w i t c h ( c o n f i g - i f )# switchport Configuración de un puerto de capa 3 Para configurar un puerto para que trabaje a nivel de capa 3 se utiliza el siguiente comando: Switch(conf ig)# interface type mod/num Switch(conf ig-if)# no switchport S w i t c h (config-if)# ip address ip-address mask [secondary] Hay que tener en cuenta que el último comando sirve para darle una dirección IP al puerto una vez convertido a capa 3. Configuración de la interfaz SVI Es posible asignar una dirección IP a una interfaz virtual SVI (Switch Virtual Interface) que identifique a una VLAN en particular, lo que resulta de suma utilidad cuando existe tráfico que entra y sale de dicha VLAN. En la figura anterior se observa la interfaz virtual VLAN 10, que utiliza los puertos de capa 2 para recibir o enviar tráfico. Para configurar una SVI se utilizan los siguientes comandos: Switch(config)# interface vían vlan-id Switch(config-if)# ip address ip-address mask [secondary] Para que la interfaz SVI funcione correctamente se debe crear previamente la VLAN y que a su vez esté activa y asignada a algún puerto de capa 2 que esté habilitado. La interfaz SVI no debe estar en el estado shutdown. La siguiente sintaxis muestra la configuración de una interfaz SVI: Switch(config)# vían 100 Switch(config-vlan)# ñame CCNP Switch(config-vlan)# exit Switch(config-if)#interface fastethernet 0/1 Switch(config-if)#switchport access vían 100 www.FreeLibros.com 400 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a Switch(config)# interface vían 100 Switch(config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 Switch(config-if)# no shutdown CONMUTACIÓN MULTICAPA CON CEF Los switches Catalyst pueden usar diferentes métodos de envío de tráfico, CEF (Cisco Express Forwarding) es el más comúnmente utilizado en la actualidad. El switching multicapa comenzó como una técnica combinada entre la procesadora de enrutamiento RP (Routing Processor) y el mecanismo de switching SE (Switching Engine). El funcionamiento de este mecanismo consiste en que el primer paquete sea procesado por la RP y los siguientes por la SE. A este proceso se lo conoce como NetFlow o route cache switching. Route cache switching ha dado paso a un mecanismo más eficiente basado en la búsqueda dinámica de información en las tablas, el llamado CEF. Las siguientes plataformas permiten implementar CEF en hardware y dependiendo del tipo de IOS lo tendrán habilitado por defecto: 2950; 3550; 3560; 3750; 4500 con Supervisor III, IV o V; 6500 con Supervisor 2/MSFC2 o Supervisor 720/ MSFC3 integrada. CEF espera a que la tabla de enrutamiento de capa 3 esté construida para entonces generar de manera dinámica la tabla de envío de paquetes o tabla CEF que permitirá conmutar dichos paquetes rápidamente. Dependiendo de la plataforma CEF suele estar configurado por defecto. Para deshabilitarlo es posible utilizar los comandos no ip route-cache cef o no ip cef. Para habilitarlo nuevamente bastará con el comando ip cef. FIB En la tabla de enrutamiento consta toda la información de capa 3 ordenada con las entradas más específicas en primer lugar. La FIB (Forwarding Information Base) es la tabla utilizada por CEF, se construye dinámicamente a partir de la tabla de enrutamiento. Cuando la tabla de enrutamiento se modifica, la FIB se actualiza automáticamente. Dicha tabla también tiene las entradas ordenadas por el criterio sobre cuáles son las más específicas y cuenta además con la información sobre el próximo salto. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 15. CONMUTACIÓN MULTICAPA 401 Se puede ver la FIB asociada con una interfaz o VLAN usando el siguiente comando: Switch#show ip cef [type mod/num | vían vlan-id] [detail] La siguiente sintaxis muestra un ejemplo de las entradas de la FIB: Switch# show ip cef vían 100 prefix 10.1.1.0/24 10.1.1.2/32 10.1.1-3/32 Next Hop attached 10.1.1.2 10.1.1.3 Interface VlanlOO VlanlOO VlanlOO Las entradas FIB pueden verse también especificando un prefijo y máscara de subred a través del siguiente comando: Switch#show [detail] ip cef [prefix-ip prefix-mask] [longer-prefixes] La siguiente sintaxis muestra la FIB asociada a un prefijo específico, el parámetro longer-prefixes hace que se muestre cualquier prefijo incluido dentro de esa máscara, no solamente el específico. Switch# show ip cef 110.10.0.0 255.255.0.0 Next Hop Interface Prefix attached 110.10.1.0/24 VlanlOO 110.10.1.2/32 VlanlOO 10.1.1.2 110.10.1.3/32 VlanlOO 10.1.1.3 attached Vlanl05 110.10.2.0/24 192.168.1.2 Vlan30 110.10.3.0/26 192.168.1.3 Vlan30 192.168.1.2 Vlan30 110.10.3.64/26 192.168.1.3 Vlan30 192.168.1.4 Vlan30 110.10.3.18/26 192.168.1.3 Vlan30 Con el parámetro detail se obtiene información más detallada: Switch# show ip cef 110.10.3.0 255.255.255.192 detail 110.10.3.0/26, versión 270, epoch 0, per-destination sharing 0 packets, 0 bytes via 192.168.1.2, Vlan30, 0 dependencies traffic share 1 next hop 192.168.1.2, Vlan30 valid adjacency via 192.168.1.3, Vlan30, 0 dependencies traffic share 1 next hop 192.168.1.3, Vlan30 www.FreeLibros.com 402 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA valid adjacency 0 packets, 0 bytes switched through the prefix tmstats: external 0 packets, 0 bytes internal 0 packets, 0 bytes El contador versión indica el número de veces que la entrada ha sido actualizada desde que la tabla fue generada. El contador epoch indica el número de veces que toda la tabla CEF ha sido eliminada y regenerada. También se detalla que para llegar a la subred 110.10.3.0/26 existen dos posibles saltos, lo que indica que se hace balanceo de carga por destino. Una vez que la tabla de CEF está construida los paquetes sonconmutados mediante el SE, que es mucho más eficiente y rápido que una búsqueda en la tabla de enrutamiento mediante el RP. En algunas situaciones este proceso no puede funcionar debidamente, algunas de las posibles causas de que un paquete no pudiera ser enviado mediante la FIB pueden ser: • La entrada no se puede localizar en la FIB. • La FIB está llena. • El TTL del paquete IP se ha agotado. • La MTU es excedida por lo que el paquete ha de ser fragmentado. • Un ICMP Redirect está involucrado. • El tipo de encapsulación no es soportado. • Los paquetes encriptación. • Una ACL con la opción log configurada en ella ha sido activada. • NAT ha de ser usado (excepto para los Catalyst 6500 Sup 720 que lo implementan en hardware). son tunelizados, requiriendo compresión o CEF además de poder utilizarse en una simple plataforma de hardware como es el caso, por ejemplo, de los switches 3560, también puede usarse de manera distribuida cuando el hardware lo permite, a esto se le conoce como distributed CEF o dCEF. DCEF permite que por ejemplo los módulos de los 6500 puedan guardar instancias independientes de CEF liberando así a las tarjetas supervisoras de dicha carga. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 15. CONMUTACIÓN MULTICAPA ©RA-MA 403 Tabla de adyacencias Un router guarda una tabla que contiene información de capa 3 con prefijos y próximos saltos, una tabla ARP que contiene las asociaciones entre la capa 3 y la correspondiente dirección de capa 2, dichas tablas son guardadas de forma independiente. FIB guarda el próximo salto para cada entrada y además la dirección de capa 2 asociada con esa puerta de enlace. Esta parte de la FIB es conocida como tabla de adyacencias. Para mostrar esta tabla se utiliza el siguiente comando: Switch#show adjacency [type mod/num \ vían vlan-id] [summary | detail] Con el parámetro summary se puede conocer el número total de adyacencias a través de una interfaz o SVI, como se muestra en la siguiente sintaxis: Switch# show adjacency summary Adjacency Table has 106 adjacencies Table epoch: 0 (106 entries at this epoch) Interface Adjacency Count 21 Vlan30 3 VlanlOO 1 VlanlOl 47 Vlanl02 7 Vlanl03 27 Vlanl05 Con el parámetro detail se obtiene información detallada sobre las adyacencias, como se muestra en la siguiente sintaxis: Switch# show adjacency vían 30 detail Protocol IP Interface Vlan30 IP Vlan30 Address 192.168.1.2(5) 0 packets, 0 bytes 000A5E45B145000E387D51000800 ARP 01:52:50 Epoch: 0 192.168.1.3(5) 1 packets, 104 bytes 000CF1C909A0000E387D51000800 ARP 04:02:11 Epoch: 0 En las entradas de la sintaxis se aprecia la dirección IP y la MAC del host directamente conectado. La MAC corresponde a los primeros 6 octetos del código www.FreeLibros.com 404 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA en hexadecimal, el resto de la cadena está formado por la MAC de la interfaz de capa 3 y por el valor EtherType que para IP es 0x800. La tabla de adyacencias se construye a partir de la tabla ARP, como se muestra en el ejemplo anterior, utilizando el temporizador age. En caso de no conocerse una entrada ARP, la entrada en la FIB aparecerá como CEF glean. Esto significa que CEF no puede enviar paquetes debido a que desconoce la dirección de capa 2, en este caso será necesario que la maquinaria de capa 3 genere un ARP request para obtener un ARP reply con dicha información. La siguiente sintaxis muestra un ejemplo del estado glean: Switch# show ip cef adjacency glean Prefix Next Hop Interface 10.1.1.2/32 attached VlanlOl 127.0.0.0/8 attached EOBCO/O Switch# show ip arp 10.1.1.2 Switch# show ip cef 10.1.1.2 255.255.255.255 detail 10.1.1.2/32, versión 688, epoch 0, attached, connected 0 packets, 0 bytes via VlanlOl, 0 dependencies valid glean adjacency Los paquetes recibidos durante el tiempo en el que una entrada en la FIB está en estado glean esperando por la resolución ARP son descartados para evitar que la colas se llenen y que la maquinaria de capa 3 se sobrecargue enviando peticiones ARP duplicadas. Esto es conocido como throttling. En caso de no recibir un ARP reply en 2 segundos, el throttling es liberado y se envía otro ARP request. Cuando el ARP reply es recibido el throttling es liberado y la entrada FIB se completa de manera que los paquetes puedan ser enviados usando hardware. La tabla de adyacencias puede contener también estos tipos de entradas: • Nuil adjacency: usada para conmutar paquetes destinados a la interfaz nuil. Dicha interfaz absorbe el tráfico destinado hacia ella sin realmente enrutarlo, simplemente lo elimina. • Drop adjacency: usada para conmutar paquetes que no pueden ser enviados debido a un fallo en la encapsulación, a una dirección que no se puede resolver, un protocolo no soportado, falta de ruta, falta de adyacencia o error de checksum. El siguiente comando muestra la información contenida: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 15. CONMUTACIÓN MULTICAPA ©RA-MA 405 Switch# show cef drop CEF Drop Statistics Slot Encap_fail Unresolved Unsupported No_route No_adj ChkSum_ Err RP 8799327 Switch# 1 45827 5089667 32 0 • Discard Adjacency: usada cuando los paquetes son descartados debido a una ACL u otro tipo de política. • Punt Adjacency: usada cuando los paquetes han de ser enviados a la maquinaria de capa 3 para un procesamiento más intensivo, las razones para ello aparecen en los contadores de la siguiente sintaxis: Switch# show cef not-cef-switched CEF Packets passed on to next switching layer Slot No_adj No_encap Unsupp'ted Redirect Receive Options Access Frag 3579706 0 0 Switch# RP 0 0 41258564 0 0 Modificando paquetes Antes de que un paquete pueda ser enviado usando CEF la cabecera del paquete debe ser modificada reescribiendo ciertos parámetros. La siguiente lista muestra los cambios efectuados a los paquetes que se enviarán a través de CEF: • Dirección de destino de capa 2, se cambia por la MAC del siguiente salto. • Dirección de origen de capa 2, se cambia por la MAC de la interfaz de capa 3 de salida del switch. • El TTL de IP disminuye en una unidad. • El checksum de IP se recalcula. • El checksum de capa 2 se recalcula. Estas tareas son llevadas a cabo también en un router tradicional, pero un switch multicapa cuenta con hardware específico para reescribir el paquete que hace que el rendimiento y la velocidad sean mayores. Fallback bridging Para aquellos protocolos que CEF no puede enrutar en un switch como ocurre con Appletalk, IPX, SNA o LAT, se utiliza Fallback bridging, que se basa www.FreeLibros.com 406 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA en la asociación de cada SVI con las VLAN en las que residen protocolos no enrutables a un grupo denominado bridge group, de tal manera que las VLAN asociadas al mismo bridge group pueden enviarse tráfico de manera transparente. Los bridge groups usados en fallback bridging no interactúan con el switching normal de capa 2. Mantienen una instancia especial de STP denominada VLAN-Bridge STP que no intercambia BPDUs con STP del tipo 802.Id, RSTP o MST. Para configurar fallback bridging primero debe definirse un grupo: Switch(config)#bridge-group bridge-group protocol vlan-bridge Posteriormente se asignan las SVI dentro del grupo: Switch(config)#interface vían vlan-id Switch(config-if)#bridge-group bridge-group Es posible configurar hasta 31 grupos en un switch. Para configurar VLAN-Bridge STP se utilizan las diferentes opciones del comando bridge-group bridge-group. VERIFICACIÓN DE CONMUTACIÓN MULTICAPA Para verificar la configuración de capa 2 de un puerto se utiliza el siguiente comando: Switch#show interface type mod/num switchport Switch# show interface fastethernet 1/0/33 switchport Ñame: Fal/0/33 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: static access Administrative Trunking Encapsulation: negotiate Operational Trunking Encapsulation: native Negotiation of Trunking: On Access Mode VLAN: 1 (default) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Administrative Native VLAN tagging: enabled Voice VLAN: none Administrative private-vlan host-association: none Administrative private-vlan mapping: none Administrative private-vlan trunk native VLAN: none Administrative private-vlan trunk Native VLAN tagging: enabled Administrative private-vlan trunk encapsulation: dotlq Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none Administrative private-vlan trunk private VLANs: none www.FreeLibros.com CAPÍTULO 15. CONMUTACIÓN MULTICAPA ©RA-MA 407 Operational private-vlan: none Trunking VLANs Enabled: ALL pruning VLANs Enabled: 2-1001 Capture Mode Disabled Capture VLANs Allowed: ALL La salida muestra la VLAN de acceso o el modo de trunk utilizado y la VLAN nativa. Los modos administrativos muestran de qué manera ha sido configurado el puerto mientras que los modos operacionales muestran el estado activo del puerto. Puede utilizarse el mismo comando para verificar la configuración de un puerto de capa 3, en este caso la salida indica que la capa 2 está deshabilitada como se muestra en la siguiente sintaxis: Switch# show interface fastethernet 0/16 switchport Ñame: FaO/16 Switchport: Disabled El mismo comando sin el parámetro switchport puede servir para ver el estado físico de la interfaz. Para ver un resumen de todas las interfaces se utiliza el comando show interface status. Para verificar la configuración de una SVI se utiliza el siguiente comando: Switch#show interface vían vlan-id Para ver las VLAN configuradas en un switch se utiliza el comando show vían, como muestra el siguiente ejemplo: Switch# show vían VLAN Ñame Status 1 default active 2 VLAN0002 5 VLAN0005 active active Ports Fa0/5, FaO/6, FaO/7, FaO/8. Fa0/9, Fa0/10, FaO/11, FaO/12 FaO/131 Fa0/14, FaO/15,‘FaO/17 FaO/18, Fa0/19, Fa0/20, FaO/21 FaO/22, FaO/23, FaO/24, FaO/25 FaO/26, FaO/27, FaO/28, FaO/29 Fa0/30, FaO/32, FaO/33, FaO/34 FaO/36, FaO/37, FaO/38, FaO/39 FaO/41, FaO/42, FaO/43, FaO/44 FaO/45, FaO/46, FaO/47, GiO/1 GiO/2 Fa0/40 www.FreeLibros.com 408 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a Para mostrar información IP detallada de una interfaz del switch se utiliza el comando show ip interface, como muestra la siguiente sintaxis: Switch# show ip interface vían 101 VlanlOl is up, line protocol is up Internet address is 10.1.1.1/24 Broadcast address is 255.255.255.255 Address determined by setup command MTU is 1500 bytes Helper address is not set Directed broadcast forwarding is disabled Outgoing access list is not set Inbound access list is not set Proxy ARP is enabled Local Proxy ARP is disabled Security level is default Split horizon is enabled ICMP redirects are always sent ICMP unreachables are always sent ICMP mask replies are never sent IP fast switching is enabled IP fast switching on the same interface is disabled IP Flow switching is disabled IP CEF switching is enabled IP Feature Fast switching turbo vector IP Feature CEF switching turbo vector IP multicast fast switching is enabled IP multicast distributed fast switching is disabled IP route-cache flags are Fast, Distributed, CEF Router Discovery is disabled IP output packet accounting is disabled IP access violation accounting is disabled TCP/IP header compression is disabled RTP/IP header compression is disabled Probe proxy ñame replies are disabled Policy routing is disabled Network address translation is disabled WCCP Redirect outbound is disabled WCCP Redirect inbound is disabled El comando show ip interfaces brief muestra un resumen de todas las interfaces, como muestra el siguiente ejemplo: Switch# show ip interface brief Interface IP-Address unassigned Vlanl Vlan54 10.3.1.6 VlanlOl 10.1.1.1 GigabitEthernet1/1 10.1.5.1 OK?Method YES NVRAM YES manual YES manual YES manual Status down up up up Protocol down up up up www.FreeLibros.com CAPITULO 15. CONMUTACION MULTICAPA ©RA-MA 409 CEF depende de que la información de enrutamiento sea correcta y que esté almacenada en el mecanismo hardware de envío de capa 3. Esta información está contenida en la FIB y se mantiene dinámicamente. Para ver la FIB se utiliza el siguiente comando: Switch#show ip cef prefix Next Hop 0.0.0.0/32 receive 192. 168. 1 9 9 . 0/24 attached 192.168.199.0/32 receive 192.168.199.1/32 receive 192.168.199.2/32 192.168.199.2 192.168.199.255/32 receive Interface Vlanl Vlanl Para verificar la FIB relativa a una interfaz se utiliza el siguiente comando: Switch#show ip cef type mod/num [detail] Para verificar fallback bridging existen dos comandos: • Switch# show bridge group • Switch# show bridge bridge-group [verbose] El primero muestra los grupos activos junto con el estado de STP. El segundo muestra los contenidos de la tabla de bridging para un grupo específico. www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com Capítulo 16 BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA REDUNDANCIA Y BALANCEO EN SWITCH MULTICAPA Los switches multicapa pueden actuar como puertas de enlace y también participar en los procesos de enrutamiento como lo hacen los routers tradicionales. Para proporcionar tolerancia a fallos o alta disponibilidad cuando están actuando como puertas de enlace los switch multicapa pueden utilizar los siguientes protocolos: • HSRP (Host Standby Routing Protocol). • VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol). • GLBP (Gateway Load Balancing Protocol): HOST STANDBY ROUTER PROTOCOL HSRP (Host Standby Router Protocol) es un protocolo propietario de Cisco que permite que varios routers o switches multicapa aparezcan como una sola puerta de enlace. La RFC 2281 describe con detalle este protocolo. Cada uno de los routers que proporcionan redundancia es asignado a un grupo HSRP común, un router es elegido como primario o active, otro como www.FreeLibros.com 412 REDES CISCO. CCNP a Fondo © RA-MA secundario o standby y el resto estarán escuchando en estado listen. Los routers intercambian mensajes helio entre ellos para comprobar que todo está en orden. Los mensajes helio se envían de manera multicast a través de la dirección IP 224.0.0.2 por el puerto UDP 1985. Un grupo HSRP puede ser asignado con un valor entre 0 y 255. Algunos switches Catalyst sólo admiten un máximo de 16 grupos con un valor único, permitiendo repetir valores para aumentar la cantidad de grupos debido a que éstos son sólo localmente significativos a la interfaz en la que se configuran. Elección del router HSRP La elección del tipo de router está basada en una escala de prioridades que va de 0 a 255. Por defecto si no existe configuración previa, la prioridad toma el valor de 100. El router con la prioridad más alta se convierte en el router active del grupo y en caso de que todos los routers tengan la misma prioridad será active aquel con la IP más alta configurada en su interfaz de HSRP. Para configurar la prioridad se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if)#standby group priority priority Al configurar HSRP en una interfaz el router se mueve entre una serie de estados hasta alcanzar el estado final que dependerá de la prioridad y del estado del resto de los miembros del grupo. Los estados HSRP son los siguientes: • Disabled, desactivado. • Init, iniciándose. • Listen, escuchando. • Speak, hablando. • Standby, en espera. • Active, activo. Los mensajes helio se envían cada 3 segundos. Un router en el estado de standby es el único que monitoriza los helio del router activo. Cuando el temporizador holdtime (3 veces el intervalo helio o 10 segundos) se inicia se presume que el router activo ha caído, el router en el estado standby pasará entonces al estado active y en caso de haber uno o más routers en el estado listen el de mayor prioridad pasará al estado standby. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA © RA-MA 413 Para cambiar los temporizadores de HSRP es necesario hacerlo en todos los routers del grupo, el holdtime debería ser siempre al menos 3 veces el intervalo helio. El comando para efectuar dicho cambio es el siguiente: S w i t c h ( c o n f ig-if)#standby group timers [msec] helio [msec] holdtime Es necesario tener en cuenta que cuanto más rápido se envíen los helio más rápido se detectarán problemas en la red pero a su vez se estaría generando un aumento de tráfico, consumiendo más ancho de banda y haciendo que los routers procesen mayor cantidad de información, habrá entonces que buscar un término medio adecuado a los requerimientos de la red. Una vez que un router es elegido como activo mantendrá su estado incluso si otros routers con mayor prioridad son detectados. Es importante tener en cuenta para evitar que un router no deseado sea elegido como activo, iniciar la red encendiendo primero el router adecuado para cumplir el rol de activo.Este comportamiento es posible corregirlo de manera que el router con mayor prioridad sea siempre el activo, para esto se puede utilizar el siguiente comando: Sw i t c h (config-if)#standby group preempt [delay [minimum seconds] [reload seconds]] Por defecto después de aplicar este comando el router del grupo con mayor prioridad siempre será el activo y tomará su rol inmediatamente. La configuración del parámetro delay puede efectuarse de la siguiente manera: • Minimum, se fuerza al router a esperar un tiempo determinado a partir de que la interfaz esté operativa antes de tomar el rol de activo. • Reload, se fuerza al router a esperar un tiempo determinado a partir del reinicio antes de tomar el rol de activo. Autenticación HSRP HSRP permite ser configurado con dos tipos diferentes de autenticación, todos los miembros del grupo deben coincidir en el tipo y clave. Los dos modos de autenticación HSRP son: • Texto plano. Los mensajes de HSRP son enviados con una cadena en texto plano de hasta ocho caracteres esta cadena debe ser igual en todos los routers del grupo. El siguiente comando puede configurarlo: Switch(config-if)#standby group authentication string www.FreeLibros.com 414 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • MD5. Un cifrado del tipo MD5 (Message Digest 5) es computado en una porción de cada mensaje HSRP y en la clave secreta configurada en cada router del grupo. • El hash MD5 es enviado junto con los mensajes HSRP. Cuando un mensaje es recibido el router recalcula el cifrado del mensaje y de su propia clave, en caso de coincidencia el mensaje será aceptado. Este tipo de autenticación es, obviamente, mucho más segura que en texto plano. Para configurarla se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if)#standby group authentication md5 key-string [0 | 7] string • Por defecto la clave se pone en texto plano, una vez introducida aparecerá encriptada en la configuración. Para copiar y pegar dicha clave en otros routers es posible copiarla ya encriptada y especificar la opción 7 delante de la clave antes de pegarla. • Alternativamente se puede usar una cadena de claves que, aunque hace que la configuración sea más compleja, proporciona mayor flexibilidad. Los comandos son los siguientes: Switch(config)#key chain chain-name Switch(config-keychain)#key key-number Switch(config-keychain-key)#key-string [0 | 7] string Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#standby chain-name group authentication md5 key-chain Solución ante fallos HSRP tiene un mecanismo que le ayuda a comprobar el estado de otras interfaces, si un router que está activo pierde sus enlaces con el resto del mundo y su interfaz HSRP todavía está habilitada, seguirá siendo el elegido para enviar paquetes, convirtiéndose en un agujero negro. Para estos casos HSRP verifica el estado de otras interfaces, para que en caso de fallos la prioridad del router sea dinámicamente disminuida (el valor es 10 por defecto), volviéndose a incrementar cuando la interfaz asuma su estado normal. www.FreeLibros.com . , AA CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA 415 © r A-MA________________________________________________________________________________________ Esta característica se conoce con el nombre de tracking y se configura de la siguiente manera: Switch(config-if )#standby group track type mod/num [decrementvalue] Puerta de enlace virtual Además de la dirección IP única que cada router tiene configurada en las interfaces que ejecutan HSRP hay una dirección IP común, conocida como IP virtual o de HSRP. Los host entonces pueden apuntar a esa IP como su puerta de enlace, teniendo la certeza de que siempre habrá algún router respondiendo. Hay que tener en cuenta que tanto la IP real como la de HSRP han de pertenecer al mismo rango. Para asignar la IP virtual se utiliza el siguiente comando: Switch( c o n f i g - i f )#standby group ip ip-address [secondary] La opción secondary se utiliza sólo cuando las direcciones IP son secundarias. Además de la dirección MAC única asignada a cada una de las interfaces existe una MAC virtual o de HSRP asociada a la IP virtual. HSRP define un formato específico para ello representado como 0000.0c07.acxx, donde xx representa el grupo de HSRP en formato hexadecimal. Por ejemplo para el grupo HSRP 2 será 0000.0c07.ac02. En la siguiente figura se observa una red que usa dos switches multicapa configurados para HSRP con el grupo 1 e IP virtual 192.168.1.1. Catalyst Norte es el activo con una prioridad 200 y está respondiendo a peticiones ARP para la puerta de enlace. Catalyst Sur está en standby y no responderá a no ser que Catalyst Norte falle. www.FreeLibros.com 416 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Catalyst Norte Catalyst Sur VLAN 50 Puerta de enlace: 1 9 2 .1 6 8 .1 .1 ARP: 0000.0c07.ac01 La siguiente sintaxis muestra la configuración de Catalyst Norte. Cat_Norte(config)# interface vían 50 Cat_Norte(config-if)# ip address 192.168.1.10 255.255.255.0 Cat_Norte(config-if)# standby 1 priority 200 Cat_Norte(config-if)# standby 1 preempt Cat_Norte(config-if)# standby 1 ip 192.168.1.1 Balanceo de carga HSRP Hasta ahora solamente el router que está en activo puede enviar tráfico y el resto de los enlaces están en standby sin enviar datos, proporcionando tolerancia a fallos pero no balanceo de carga. Para poder llevar a cabo el balanceo de carga en HSRP es necesario utilizar al menos 2 grupos, para el caso de tener dos switches, SW1 sería activo en un grupo y standby en el otro mientras que SW2 actuaría con el rol contrario a SW1 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ©RA-MA 417 para esos mismos grupos. El conjunto de host que utilicen estas puertas de enlace deberán ser asignados mitad con una IP y mitad con otra IP. La siguiente muestra representa este escenario. Catalyst Norte es activo para el grupo 1 con IP 192.168.1.1 y es standby del grupo 2 con IP 192.168.1.2. Catalyst Sur tiene una configuración similar pero tomando el rol contrario para cada grupo. C a ta lyst Norte Catalyst Sur H S R P 1: A c tiv e 200 1 9 2 .1 6 8 .1 .1 MAC: 0 0 0 0 .0 c0 7 .a c0 1 H S R P 2: S ta n d b y 100 1 9 2 .1 6 8 ,1 .2 MAC: 0 0 0 0 ,0 c 0 7 .a c0 2 H S R P 1: S tan d b y 100 1 9 2 .1 6 8 .1 .1 M A C :0 00 0,O c0 7,a c0 1 H S R P 2: A c tiv e 200 1 9 2 .1 6 8 .1 ,2 M A C :0 0 0 0 ,0 c0 7 ,a c0 2 VLAN 50 VLAN 50 1 9 2 ,1 6 8 .1 .1 0 OOOO.aaaa.aaaa 19 2.16 8.1 ,1 1 OOOO.bbbb.bbbb Pu e rta de enlace: 1 9 2 .1 6 8 .1 .1 ARP: 0000.0c07.ac01 Puerta de enlace: 19 2.1 6 8 ,1 ,2 • ARP: 0 0 0 0 .0 c0 7 .a c0 1 VLAN 50 Cat_Norte(config)# interface vían 50 Cat_Norte(config-if)# ip address 192.168.1.10 255.255.255.0 Cat_Norte(config-if)# standby 1 priority 200 Cat_Norte(config-if)# standby 1 preempt Cat_Norte(config-if)# standby 1 ip 192.168.1.1 www.FreeLibros.com 418 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a Cat_Norte(config-if)# standby 1 authentication CCnP Cat_Norte(config-if)# standby 2 priority 100 Cat_Norte(config-if)# standby 2 ip 192.168.1.2 Cat_Norte(config-if)# standby 2 authentication CCnP Cat_Sur(config)# interface vían 50 Cat_Sur(config-if)# ip address 192.168.1.11 255.255.255.0 Cat_Sur(config-if)# standby 1 priority 100 Cat_Sur(config-if)# standby 1 ip 192.168.1.1 Cat_Sur(config-if)# standby 1 authentication CCnP Cat_Sur(config-if)# standby 2 priority 200 Cat_Sur(config-if)# standby 2 preempt Cat_Sur(config-if)# standby 2 ip 192.168.1.2 Cat_Sur(config-if)# standby 2 authentication CCnP Para mostrar información acerca de HSRP se utiliza el comando: Router#show standby [brief] [vían vlan-id / type mod/num] Los siguientes ejemplos muestran la salida de este comando basándose en la configuración de la muestra anterior. C atNo r t e # show standby vían 50 brief P indicates configured to preempt. I Interface Grp Prio P State Active addr Standby addr Group addr V150 1 200 P Active local 192.168.1.11 192.168.1.1 V150 2 100 Standby 192.168.1.11 local 192.168.1.2 C atNo r t e # show standby vían 50 Vlan50 - Group 1 Local state is Active, priority 200, may preempt Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec Next helio sent in 2.248 Virtual IP address is 192.168.1.1 configured Active router is local Standby router is 192.168.1 .’ll expires in 9.860 virtual mac address is 0000.0c07.acOl Authentication text "CCnP" 2 state changes, last state change 00:11:58 IP redundancy ñame is "hsrp-Vl50-l" (default) Vlan50 - Group 2 ^ Local state is .Standby, priority 100 Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec Next helio sent in 1.302 Virtual IP address is 192.168.1.2 configured L^Ó. 1.íl>, priority 200 expires in 7.812 Authentication text "CCnP" 4 state changes, last state change 00:10:04 IP redundancy ñame is "hsrp-V150-2" (default) www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA 419 Cat S u r # s h o w standby vían 50 brief " P indicates configured to preempt. i n t e r f a c e Grp Prio PS t a t e Active addr Standby addr Group addr vl50 1 100 'standby 192.168.1.10 local 192.168.1.1 vl50 ,2 200 P Active local 192.168.1.10 192.168.1.2 Cat S u r # s h o w standby vían 50 Vlan50 - Group 1 Local state is Standby, priority 100 Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec Next helio sent in 0.980 Virtual IP address is 192.168.1.1 configured Active router is 192.168.1.10, priority 200 expires in 8.128 Standby router is local Authentication text "CCnP" 1 state changes, last state change 00:01:12 IP redundancy ñame is "hsrp-Vl50-l" (default) Vlan50 - Group 2 Local state is Active, priority 200, may preempt Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec Next helio sent in 2.888 Virtual IP address is 192.168.1.2 configured Active router is local Standby router is 192.168.1.10 expires in 8.500 Virtual mac address is 0000.0c07.ac02 Authentication text "CCnP" 1 state changes, last state change 00:01:16 VIRTUAL ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) es un protocolo estándar definido en la RFC 2338, con un funcionamiento y configuración similares a HSRP, una comparación entre ambos es la siguiente: • VRRP proporciona una IP redundante compartida entre un grupo de routers, de los cuales está el activo que recibe el nombre de master mientras que el resto se les conoce como backup. El master es aquel con mayor prioridad en el grupo. • Los grupos pueden tomar un valor entre 0 y 255, mientras que la prioridad asignada a un router puede tomar valores entre 1 y 254 siendo 254 la más alta y 100 el valor por defecto. • La dirección MAC virtual tiene el formato 0000.5e00.01xx, donde xx es el número de grupo en formato hexadecimal. • Los helio de VRRP son enviados cada 1 segundo. www.FreeLibros.com 420 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Por defecto los routers configurados con VRRP toman el rol de master en cualquier momento. • VRRP no tiene un mecanismo para llevar un registro del estado de las interfaces de la manera que lo hace HSRP. El proceso de configuración de VRRP se realiza mediante los siguientes comandos: • Asignación de la prioridad: vrrp group priority level • Cambio del intervalo del temporizador: vrrp group timers advertise [msec] interval. • Para aprender el intervalo desde el router master. vrrp group timers learn • Deshabilita la función de automáticamente tomar el rol de master: no vrrp group preempt • Cambia el retraso en tomar el rol de master, por defecto es 0 segundos: vrrp group preempt [delay seconds] • Habilita la autenticación: vrrp group authentication string • Configura la IP virtual: vrrp group ip ip-address [secondary] La siguiente sintaxis es un ejemplo de configuración: Cat_Norte(config)# interface vían 50 Cat_Norte(config-if)# ip address 192.168.1.10 255.255.255.0 Cat_Norte(config-if)# vrrp 1 priority 200 Cat_Norte(config-if)# vrrp 1 ip 192.168.1.1 Cat_Norte(config-if)# vrrp 2 priority 100 Cat_Norte(config-if)# no vrrp 2 preempt Cat_Norte(config-if)# vrrp 2 ip 192.168.1.2 Cat_Sur(config)# interface vían 50 Cat_Sur(config-if)# ip address 192.168.1.11 255.255.255.0 Cat_Sur(config-if)# vrrp 1 priority 100 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ©-RA-MA Cat Sur(config-if)# Cat~Sur(config-if)# Cat~Sur(config-if)# Cat- Sur(config-if)# 421 no vrrp 1 preempt vrrp 1 ip 192.168.1.1 vrrp 2 priority 200 vrrp 2 ip 192.168.1.2 La siguiente salida corresponde a los comandos show vrrp brief y show vrrp: Cat Norte# show vrrp brief Interface Grp Pri Time Own Pre Vlan50 1 200 3218 Y State Master addr Master 192.168.1.10 Vlan50 B a c k u p 192.168.1.11 2 100 3609 Cat Sur# show vrrp brief Interface Grp Pri Time Own Pre Vlan50 Vlan50 1 2 100 3609 200 3218 Group addr 192.168.1.1 192.168.1.2 State Master addr Group addr Backup 192.168.1.10 192.168.1.1 Master 192.168.1.11 192.168.1.2 Y Cat_Norte# show vrrp Vlan50 - Group 1 State is Master Virtual IP address is 192.168.1.1 Virtual MAC address is 0000.5e00.0101 Advertisement interval is 1.000 sec Preemption is enabled min delay is 0.000 sec Priority is 200 Authentication is enabled Master Router is 192.168.1.10 (local), priority is 200 Master Advertisement interval is 1.000 sec Master Down interval is 3.218 sec Vlan50 - Group 2 State is Backup Virtual IP address is 192.168.1.2 Virtual MAC address is 0000.5e00.0102 Advertisement interval is 1.000 sec Preemption is disabled Priority is 100 Authentication is enabled Master Router is 192.168.1.11, priority is 200 Master Advertisement interval is 1.000 sec Master Down interval is 3.609 sec (expires in 2.977 sec) Cat_Sur# show vrrp Vlan50 - Group 1 State is Backup Virtual IP address is 192.168.1.1 Virtual MAC address is 0000.5e00.0101 Advertisement interval is 1.000 sec Preemption is disabled www.FreeLibros.com 422 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Priority is 100 Authentication is enabled Master Router is 192.168.1.10, priority is 200 Master Advertisement interval is 1.000 sec Master Down interval is 3.609 sec (expires in 2.833 sec) Vlan50 - Group 2 State is Master Virtual IP address is 192.168.1.2 Virtual MAC address is 0000.5e00.0102 Advertisement interval is 1.000 sec Preemption is enabled min delay is 0.000 sec Priority is 200 Authentication is enabled Master Router is 192.168.1.11 (local), priority is 200 Master Advertisement interval is 1.000 sec Master Down interval is 3.218 sec GATEWAY LOAD BALANCING PROTOCOL GLBP (Gateway Load Balancing Protocol) es un protocolo propietario de Cisco que sirve para añadir balanceo de carga sin la necesidad de utilizar múltiples grupos a la función de redundancia con HSRP o VRRP. Múltiples routers o switches son asignados a un mismo grupo, pudiendo todos ellos participar en el envío de tráfico. La ventaja de GLBP es que los host clientes no han de dividirse y apuntar a diferentes puertas de enlace, todos pueden tener la misma. El balanceo de carga se lleva a cabo respondiendo a los clientes con diferentes direcciones MAC, de manera que aunque todos apuntan a la misma IP la dirección MAC de destino es diferente, repartiendo de esta manera el tráfico entre los diferentes routers. AVG Uno de los routers del grupo GLBP es elegido como “puerta de enlace virtual activa” o AVG (Active Virtual Gateway), dicho router es el de mayor prioridad del grupo o en caso de no haberse configurado dicha prioridad, será el de IP más alta. El AVG responde a las peticiones ARP de los clientes y la MAC que envía dependerá del algoritmo de balanceo de carga que se esté utilizando. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ©RA-MA 423 El AVG también asigna las MAC virtuales a cada uno de los routers del grupo, pudiéndose usar hasta 4 MAC virtuales por grupo. Cada uno de esos routers recibe el nombre de AVF (Active Virtual Forwarding) y se encarga de enviar el tráfico recibido en su MAC virtual. Otros routers en el grupo pueden funcionar como backup en caso de que el AVF falle. La prioridad GLBP se configura con el siguiente comando: Switch (config-if )#glbp group priority level El rango de números que pueden usarse para definir grupos asume valores entre 0 y 1023. El rango de prioridades es entre 1 y 255 siendo 255 la más alta y 100 la de por defecto. Como ocurre en HSRP se tiene que habilitar la función preemt en caso de ser necesario, ya que por defecto no está permitido tomar el rol de AVG a no ser que éste falle. El siguiente comando lo configura: Switch(config-if )#glbp group preempt [delay minimum seconds] Para monitorizar el estado de los routers AVG se envían helio cada 3 segundos y en caso de no recibir respuesta en el intervalo de holdtime de 10 segundos, se considera que el vecino está caído. Es posible modificar estos temporizadores con el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp group timers [msec] hellotime [msec] holdtime Para modificar los temporizadores se debe tener en cuenta que el holdtime debería ser al menos 3 veces mayor que el helio. AVF GLBP también usa mensajes helio para monitorizar los AVF (Active Virtual Forwarder). Cuando el AVG detecta que un AVF ha fallado asigna el rol a otro router, el cual podría ser o no otro AVF, teniendo entonces que enviar el tráfico destinado a 2 MAC virtuales. Para solventar el problema de estar respondiendo a mensajes destinados a dos MAC virtuales se usan dos temporizadores: • Redirect. Determina cuándo el AVG dejará de usar la MAC del router que falló para respuestas ARP. www.FreeLibros.com 424 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-M a Timeout. Cuando expira la MAC y el AVF que había fallado son eliminados del grupo, asumiendo que ese AVF no se recuperará. Los clientes necesitan entonces renovar su memoria y obtener la nueva MAC. El temporizador redirect es de 10 minutos por defecto, pudiendo configurarse hasta un máximo de 1 hora. El temporizador timeout es de 4 horas por defecto, pudiendo configurarse dentro del rango de 18 horas. Es posible ajustar estos valores usando el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp g ro u p timers redirect r e d i r e c t t i m e o u t GLBP usa una función de “peso” para determinar qué router será el AVF para una MAC virtual dentro de un grupo. Cada router comienza con un peso máximo entre 1 y 255 siendo por defecto 100. Cuando una interfaz en particular falla, el peso es disminuido en el valor que esté configurado. GLBP usa umbrales para determinar si un router puede o no ser el AVF. Si el valor del peso está por debajo de ese umbral el router no puede asumir ese rol, pero si dicho valor volviera a superar el umbral entonces sí podría. GLBP necesita tener conocimiento sobre qué interfaces utilizarán este mecanismo y cómo ajustar su peso. El siguiente comando especifica dicha interfaz: S witch(c onfig )#track o b j e c t - n u m b e r interface t y p e mod/num {lineprotocol | ip routing} El valor object-number simplemente referencia el objeto que se está monitorizando y puede tener un valor entre 1 y 500. Las condiciones a verificar pueden ser line-protocol o ip-routing. Seguidamente es necesario definir los umbrales del peso para lo cual se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp g ro u p weighting máximum [lower l o w e r ] [upper upper] El parámetro máximum indica con qué valor se inicia y los valores lower y upper definen cuándo o cuándo no el router puede actuar como AVF. Finalmente se debe indicar a GLBP qué objetos ha de monitorizar para aplicar los umbrales de “peso”. Para ello se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp g ro u p weighting track o b j e c t - n u m b e r [decrement v a l u é ] www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ©RA-MA 425 El parámetro valué indica el valor que se disminuirá cuando el objeto nionitorizado falle. Por defecto es 10 y puede ser configurado con un valor entre 1 y 254. Balanceo de carga GLBP AVG establece el balanceo de carga enviando MAC virtuales a los clientes. Previamente estas MAC virtuales han sido asignadas a los AVF permitiendo hasta un máximo de 4 MAC virtuales por grupo. Los siguientes algoritmos se utilizan para el balanceo de carga con GLBP: • Round Robin, cada nueva petición ARP para la IP virtual recibe la siguiente MAC virtual disponible. La carga de tráfico se distribuye equitativamente entre todos los routers del grupo asumiendo que los clientes envían y reciben la misma cantidad de tráfico. • Weighted, el valor del peso configurado en la interfaz perteneciente al grupo será la referencia para determinar la proporción de tráfico enviado a cada AVF. • Host dependent, cada cliente que envía una petición ARP es respondido siempre con la misma MAC. Es útil para clientes que necesitan que la MAC de la puerta de enlace sea siempre la misma. El método de balanceo de carga utilizado se selecciona con el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp group load-balancing [round-robin | weighted | host-dependent] Habilitación de GLBP Para habilitar GLBP se debe asignar una IP virtual al grupo mediante el siguiente comando: Switch(config-if )#glbp group ip [ip-address [secondary]] Cuando en el comando la dirección IP no se configura será aprendida de otro router del grupo. Para el caso puntual de la configuración del posible AVG es necesario especificar la IP virtual para que los demás routers puedan conocerla. www.FreeLibros.com 426 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA En la siguiente figura existen 3 switches multicapa participando en un grupo común GLBP. Catalyst A es elegido como AVG y por lo tanto coordina el proceso. El AVG responde todas las peticiones de la puerta de enlace 192.168.1.1. Dicho router se identifica a sí mismo y a Catalyst B y Catalyst C como AVF del grupo. C a ta ly s t A AVF C a ta ly s t B S ta n d b y AVF C a ta ly s t C vM AC 0 0 00 .0 000 .0 001 vMAC 0000.0000.0002 vMAC 0000.0000.0003 VLAN SO 192.168.1.10 OOOO.aaaa.aaaa VLAN SO 192,168.1.11 OOOO.bbbb.bbbb VLAN 50 192.168.1.12 0 0 0 0 .cccc.cccc Puerta de enlace: Puerta de enlace: Puerta de enlace: Puerta de enlace: 192.168.1.1 192.168.1,1 192.168,1.1 192.168.1.1 ARP: 00 00 .0000.0001 ARP: 0000 .0 000 ,0 002 ARP: 00 00 .0000.0003 ARP: 0000.0000.0001 VLAN 50 CatalystA(config)# interface vían 50 CatalystA(config-if)# ip address 192.168.1.10 255.255.255.0 CatalystA(config-if)# glbp 1 priority 200 CatalystA(config-if)# glbp 1 preempt CatalystA(config-if)# glbp 1 ip 192.168.1.1 CatalystB(config)# interface vían 50 CatalystB(config-if)# ip address 192.168.1.11 255.255.255.0 CatalystB(config-if)# glbp 1 priority 150 CatalystB(config-if)# glbp 1 preempt CatalystB(config-if)# glbp 1 ip 192.168.1.1 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA 427 Catal y s t C (config)# interface vían 50 (config-if)# ip address 192.168.1.12 255.255.255.0 glbp 1 priority 100 C ata l y s t C (config-if)# glbp 1 ip 192.168.1.1 C a t a l y s t C C a t a l y s t C (config-if)# Utilizando el método de balanceo de carga round-robin, cada uno de los pC hace peticiones ARP de la puerta de enlace. Al iniciar los PC de izquierda a derecha el AVG va asignando la siguiente MAC virtual secuencialmente. Para ver información acerca de la operación de GLBP se pueden utilizar los comandos show glbp brief o show glbp, como se muestra en los siguientes dos ejemplos. CatalystA# show glbp Interface Grp Fwd Pri V150 1 200 V150 1 1 7 V150 1 2 7 V150 1 3 7 brief State Active Active Listen Listen Address 192.168.1.1 00 0 7 .b400.0101 00 0 7 .b400.0102 00 0 7 .b400.0103 Active Standby local 192.168.1.11 local 192.168.1.11 192.168.1.13 CatalystB# show glbp brief Interface Grp Fwd Pri State Address Active Standby V150 1 1 7 Listen 00 0 7 .b400.0101 192.168.1.10 V150 1 2 7 Active 00 0 7 .b400.0102 local V150 1 3 7 Listen 00 0 7 .b400.0103 192.168.1.13 CatalystC# show glbp brief Interface Grp Fwd Pri State V150 192.168.1.11 V150 1 V150 1 V150 1 Address 100 Listen Active 192.168.1.1 Standby 192.168.1.10 Listen 0007.b400.0101 192.168.1.10 Listen 0007.b400.0102 192.168.1.11 Active 00 0 7 .b400.0103 local CatalystA# show glbp Vlan50 - Group 1 State is Active 7 state changes, last state change 03:28:05 Virtual IP address is 192.168.1.1 Helio time 3 sec, hold time 10 sec Next helio sent in 1.672 secs Redirect time 600 sec, forwarder time-out 14400 sec Preemption enabled, min delay 0 sec Active is local Standby is 192.168.1.11, priority 150 (expires in 9.632 sec) Priority 200 (configured) Weighting 100 (default 100), thresholds: lower 1, upper 100 Load balancing: round-robin There are 3 forwarders (1 active) Forwarder 1 State is Active www.FreeLibros.com 428 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a 3 state changes, last state change 03:27:37 MAC address is 0007.b400.0101 (default) Owner ID is OOdO.0229.b80a Redirection enabled Preemption enabled, min delay 30 sec Active is local, weighting 100 ' Forwarder 2 State is Listen MAC address is 0007.b400.0102 (learnt) Owner ID is 0007.b372.dc4a Redirection enabled, 598.308 sec remaining (máximum 600 sec) Time to live: 14398.308 sec (máximum 14400 sec) Preemption enabled, min delay 30 sec Active is 192.168.1.11 (primary), weighting 100 (expires in 8.308 sec) Forwarder 3 State is Listen MAC address is 0007.b400.0103 (learnt) Owner ID is 00d0.ff8a.2c0a Redirection enabled, 599.892 sec remaining (máximum 600 sec) Time to live: 14399.892 sec (máximum 14400 sec) Preemption enabled, min delay 30 sec Active is 192.168.1.13 (primary), weighting 100 (expires in 9.892 sec) REDUNDANCIA EN EL CHASIS DEL SWITCH Algunos equipos tienen la capacidad de proporcionar redundancia en la procesadora y se lleva a cabo usando hardware de backbup, o lo que es lo mismo, una procesadora principal y una secundaria. Dichos equipos también cuentan con fuentes de alimentación redundantes, de nada serviría un equipo capaz de proporcionar redundancia entre procesadoras si quedase indisponible por un simple fallo eléctrico. Supervisoras redundantes Hay varias plataformas como es el caso de la serie 6500 que aceptan dos módulos o tarjetas supervisoras en el mismo chasis. De manera que uno funciona como activo y otro como standby. El módulo que está activo se encontrará en estado totalmente operacional, mientras que el que está en standby estará parcialmente inicializado preparado para actuar en caso de que el principal falle. Es posible configurar los siguientes modos de redundancia: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA © r A-MA 429 • RPR (Route Processor Redundancy). La procesadora redundante está parcialmente arrancada e inicializada. Si la supervisora activa falla, deberá reiniciar todas las tarjetas del switch este proceso hace inicializar las funciones completas de supervisora que estaba en estado redundante. Los Catalyst 6500 con supervisoras 2 y 720, Catalyst 4500R con supervisoras IV y V soportan RPR. El tiempo de cambio de estado es superior a 2 minutos. • RPR+ (Route Processor Redundancy Plus). La procesadora redundante está arrancada, pero las funciones de. capa 2 y 3 no están inicializadas. Si la procesadora activa falla, la supervisora redundante finalizará su inicialización sin tener que reiniciar al resto de tarjetas, de manera que los puertos mantendrán su estado. Los Catalyst 6500 con supervisoras 2 y 720 RPR+. El tiempo de cambio de estado es superior a 30 segundos. • SSO (Stateful Switchover). La procesadora redundante está totalmente arrancada e inicializada, y la información sincronizada con la supervisora principal. Las funciones de capa 2 se mantienen entre ambas supervisoras de manera que la conmutación puede continuar ante el evento de un fallo de la supervisora principal, y las interfaces no variarán de estado durante el mismo. Los Catalyst 6500 con supervisoras 720, Catalyst 4500R con supervisoras IV y V soportan RPR. El tiempo de cambio de estado es superior a 1 segundo. Configuración de la redundancia El proceso de configuración de redundancia de supervisoras se inicia mediante el siguiente comando: Router(config)#redundancy Posteriormente se debe seleccionar un modo determinado: Router(config-red)#mode {rpr | rpr-plus | sso} Cuando se utilice RPR+ o SSO ambas supervisoras deben poseer la misma imagen IOS. Cuando sea la primera vez que se configura redundancia en el equipo habrá que hacerlo tanto en la supervisora principal como en la secundaria. Para verificar el modo de redundancia y el estado se utiliza el siguiente comando: Router#show redundancy status www.FreeLibros.com 430 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a La siguiente salida muestra un ejemplo de este comando: Router# show redundancy states my state = 13 -ACTIVE peer state = 8 -STANDBY HOT Mode = Dúplex Unit = Secondary ünit ID — 2 Redundancy Mode (Operational) = Route Processor Redundancy Plus Redundancy Mode (Configured) = Route Processor Redundancy Plus Split Mode = Disabled Manual Swact = Enabled Communications = Up client count = 11 client_notification_TMR = 30000 milliseconds keep_alive TMR = 9000 milliseconds keep_alive count = 1 keep_alive threshold = 18 RF debug mask = 0x0 Configuración de la sincronización entre supervisoras Por defecto, la supervisora activa sincroniza su configuración activa y su registro de configuración con la supervisora standby. Se puede especificar más información para que sea sincronizada. Para esto se utilizan los siguientes comandos: R o u t e r (conf ig)#redundancy R o u t e r (config-red )#main-cpu Router(config-r-mc )#auto-sync {startup-config | config-register | bootvar} Non-Stop Forwarding Existe otra forma de redundancia para las plataformas 4500 y 6500 (con supervisoras 720) junto con SSO. Non-Stop Forwarding o NSF es un método propietario de Cisco usado para reconstruir rápidamente la RIB (Routing Information Base) después de que se haya producido un cambio de supervisoras. La RIB es utilizada para construir la FIB para que cualquier módulo del switch lleve a cabo la operación CEF. En lugar de esperar a que la FIB se reconstruya el router consigue asistencia de vecinos configurados con NSF. Estos vecinos pueden pasar información de enrutamiento a la supervisora que está en standby, haciendo así que las tablas se actualicen rápidamente. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA © r A-MA 431 NSF debe estar configurado en la propia configuración de los protocolos de enrutamiento de los switches considerados como vecinos. Es soportado por BGP,EIGRP, OSPF y IS-IS. La siguiente tabla muestra los pasos de configuración para los diferentes protocolos. Protocolo BGP Configuración Router(config)# router bgp as-number R o u t e r (config-router)# bgp graceful- restart EIGRP Router(config)# router eigrp as-number Router(config-router)# nsf OSPF Router(config)# router ospf process-id Router(config-router)# nsf IS-IS Router(config)# router Router(config-router)# Router(config-router)# [minutes] Router(config-router)# [seconds] isis [tag] nsf [cisco | ietf] nsf interval nsf t3 {manual | adjacency} Router(config-router)# nsf interface wait seconds Fuentes de alimentación redundantes Las plataformas 4500R y 6500 admiten fuentes de alimentación redundantes en el mismo chasis. La cantidad de energía proporcionada ha de ser idéntica. Pueden configurarse dos modos de operación: • Modo combinado. Ambas fuentes de alimentación proporcionan energía simultáneamente al switch. La energía total requerida por el switch puede exceder la proporcionada por una de las fuentes, pero no por ambas. Con este método no hay redundancia debido a que si una de las fuentes falla varias de las tarjetas del switch podrían apagarse dependiendo de la cantidad de energía proporcionada por la fuente que ha quedado en funcionamiento. www.FreeLibros.com 432 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-M a Modo redundante. Cada una de las fuentes puede proporcionar el total de energía necesitado por el chasis. Si una falla la otra comienza a funcionar automáticamente. Por defecto el modo usado es el redundante. Para ver la configuración se utiliza el siguiente comando: Switch#show power [redundancy-mode | status | available | used | total] La sintaxis es un ejemplo de la salida del comando: Switch# show power system system system system power redundancy mode = redundant power total = 1153.32 Watts (27.46 Amps @ 42V) power used = 693.42 Watts (16.51 Amps @ 42V) power available = 459.90 Watts (10.95 Amps § 42V) Power-Capacity PS-Fan Output Oper PS Type Watts A @42V Status Status State 1 2 WS-CAC-1300W WS-CAC-1300W Slot Card-Type 1 2 3 4 5 1153 *32 27.46 O K 1153.32 27.46 O K OK on OK on Pwr-Requested Pwr-Alíocated Admin Oper Watts A @42V Watts A @42V State State WS-X6K-SUP2-2GE 145.32 WS-X6348-RJ45 WS-X6516-GBIC WS-C6500-SFM 100.38 142.80 117.18 3.46 145 145 2.39 100 3.40 142 2.79 17. 32 3.46 32 3.46 38 2.39 80 3.40 8 2.79 on on on on on on on on El comando show power también muestra información acerca del estado de cada módulo del switch, la cantidad de energía que está pidiendo recibir y la que realmente se le está otorgando. Cuando el switch tenga conectados dispositivos que requieran Inline Power o Power Over Ethemet (PoE) se puede utilizar el comando show power inline como muestra el siguiente ejemplo: Switch# show power inline Interface Admin Oper Power (Watts) Fa3/1 Fa3/2 Fa3/3 Fa3/4 Fa3/5 Fa3/6 auto auto auto auto auto auto off on on on on on 0 n/a 6.2 cisco 6.2 cisco 5.6 Cisco 5.6 Cisco 6.3 Cisco Device AIR-AP1230B-A AIR-AP1230B-A IP Phone 7905 IP Phone 7905 IP Phone 7940 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 16. BALANCEO DE CARGA Y REDUNDANCIA ©RA-MA Fa3 /7 Fa3/8 Fa3 /9 Fa3/10 Fa3/H Fa3/12 Fa3/13 Fa3/14 auto auto auto auto auto auto auto auto on on off on off on on on 6.3 Cisco 6.3 Cisco 0 n/a 6.3 Cisco 0 n/a 6.3 Cisco 6.3 Cisco 6.3 Cisco 433 IP Phone 7940 IP Phone 7940 IP Phone 7912 IP Phone 7940 IP Phone 7940 IP Phone 7940 El modo de proporcionar energía puede cambiarse usando el siguiente comando: S w i t c h (config)# power redundancy-mode {redundant | combined} Es posible seleccionar un determinado módulo para proporcionarle energía; con un no antepuesto delante del comando se dejará de suministrar energía a dicho módulo: S w i t c h (config)# [no] power enable module www.FreeLibros.com slo t www.FreeLibros.com Capítulo 17 TELEFONÍA IP POWER OVER ETHERNET Un teléfono IP Cisco es como otro nodo cualquiera de la red, necesita energía para que pueda funcionar. Dicha energía la puede conseguir de dos fuentes diferentes: • Un adaptador AC (Corriente Alterna) externo. • PoE (Power over Ethemet) sobre el cable de datos de red. El adaptador AC externo se conecta a una toma de corriente transformando la corriente alterna de la red eléctrica a 48 voltios de corriente continua (48 VDC). Estos adaptadores son útiles si no es posible utilizar PoE, pero con un fallo de energía en la red eléctrica el teléfono IP fallaría. Con PoE este problema no existiría, se estarían dando los 48 voltios DC que el teléfono IP necesita a través del cable de par trenzado utilizado para la conectividad Ethemet. El origen de la energía en PoE es el switch Catalyst con lo que no se necesita otra fuente de energía adicional a menos que sé utilice un adaptador AC como fuente redundante. PoE tiene el beneficio adicional de que puede ser gestionado y monitorizado, funciona con teléfonos IP Cisco o con cualquier otro dispositivo compatible. Con un nodo que no necesite funcionar con PoE, como un PC normal, el switch simplemente no ofrece la energía en el cable. www.FreeLibros.com 436 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El switch Catalyst podría estar conectado a una UPS (Uninterruptible Power Supply) o utilizar fuentes alternativas, para que en el caso de que la principal falle sigua siendo capaz de alimentar al teléfono IP. Funcionamiento de PoE Un switch Catalyst puede ofrecer PoE en sus puertos sólo si está diseñado para hacerlo. Tiene que tener una o más fuentes de alimentación preparadas para brindar la carga adicional que ofrecerá a los dispositivos conectados. PoE está disponible en muchas plataformas incluyendo los Catalyst 3750 PWR, los 4500 y los 6500. Existen dos métodos de proporcionar PoE a los dispositivos conectados: • Cisco Inline Power (ILP), es un método propietario de Cisco desarrollado antes del estándar IEEE 802.3 AF. • IEEE 802.3 AF, es un método estándar que ofrece compatibilidad entre diferentes fabricantes y cumple la misma función que su antecesor. Detección de dispositivos alimentados El switch siempre mantiene la energía deshabilitada cuando el puerto está caído pero tiene que detectar cuándo un dispositivo que necesita alimentación se conecta al puerto. En caso de conexión el switch tiene que comenzar a generar la energía para que el dispositivo pueda inicializarse y hacerse operacional. Sólo a partir de ese momento el enlace Ethemet será establecido. Existen dos métodos de PoE para que los switch Catalyst intenten detectar a los dispositivos alimentados. Para IEEE 802.3AF los dispositivos comienzan dando una pequeño voltaje a través de los pares transmisores de par trenzado variando de esta forma la resistencia del par. Si se miden 25 KO (25000 Ohms) se presume que el dispositivo esta disponible. El switch también puede aplicar diferentes voltajes para comprobar los valores de resistencia correspondiente; estos valores son aplicados por el dispositivo alimentado para indicar a cuáles de las 5 clases de potencia del estándar IEEE 802.3AF pertenecen. Conociendo esto, el switch asigna el valor máximo de energía de consumo solicitado por el dispositivo. La siguiente tabla define estas 5 clases de energías o potencias. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP Máxima Potencia ofrecida con 48V Característica de 0 15,4W Clase por defecto. 1 4,0W Clase opcional. 2 7,0W Clase opcional. 3 15.4W Clase opcional. — Reservado para futuros usos. Clase de Potencia 4 437 La clase por defecto se utiliza si el dispositivo no soporta el sistema de descubrimiento de energía. El método Cisco ILP toma un camino distinto al del 802.3AF, en lugar de ofrecer voltajes y chequear el nivel de la resistencia el switch envía un tono a una frecuencia de 340 KHz (340000 ciclos por segundo) en el par transmisor del cable de par trenzado. El tono se envía antes del voltaje para que el switch detecte si el dispositivo es capaz de soportar ILP antes de brindar energía. Los dispositivos que no estén preparados para recibir estos niveles de tensión podrían resultar dañados. Un dispositivo alimentado como un teléfono IP genera un bucle en los pares transmisores y receptores de su propia conexión Ethemet mientras efectúa el proceso de encendido. Cuando se ésta conectando a ILP el switch puede oír este tono de test donde se ha formado el bucle, asumiendo de manera segura que puede aplicar energía al dispositivo sin dañarlo. Proporcionado energía a un dispositivo La energía puede ser proporcionada de dos maneras:. • Cisco ILP proporciona la energía sobre los cables de par trenzado 2 y 3, que son los pares de datos, con 48 VDC. • IEEE 802.3AF, la energía puede ser proporcionada de la misma manera, es decir, sobre los pares 2 y 3 o además sobre los pares 1 y 4. www.FreeLibros.com 438 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Pin 1: Blanco naranja Par 2 Pin 2: Naranja Pin 3: Blanco verde Pin 4: Azul Pin 5: Blanco Azul Pin 6: Blanco verde Pin 7: Blanco marrón Par 4 Pin 8: Marrón Ahora el dispositivo tiene la posibilidad de encenderse y establecer los enlaces Ethemet. La oferta de energía entregada al dispositivo por defecto puede ser cambiada a un valor más ajustado, esto puede ayudar a suplir menor energía ajustándose a la realidad que los dispositivos necesitan. Con 802.3AF la oferta de energía puede cambiarse detectando la clase de energía del dispositivo. Para Cisco ILP el switch puede intentar efectuar un intercambio de mensajes CDP con el dispositivo. Si la información de CDP es devuelta, el switch podrá descubrir los requerimientos reales del dispositivo, reduciendo la energía a la que realmente necesita. Con los comandos debug ilpower controller y debug cdp packets, pueden verse los cambios de energía, en el ejemplo siguiente se muestra como la energía ha sido reducida de 15000 mW a 6300 mW: 00:58:46: ILP uses AC Disconnect(Fal/0/47): state= ILP_DETECTING_S, event= PHY_CSCO_DETECTED_EV 00:58:46: %ILPOWER-7-DETECT: Interface Fal/0/47: Power Device detected: Cisco PD 00:58:46: Ilpower PD device 1 class 2 from interface (Fal/0/47) 00:58:46: ilpower new power from pd discovery Fal/0/47, power_status ok 00:58:46: Ilpower interface (Fal/0/47) power status change, allocated power 15400 00:58:46: ILP Power apply to ( Fal/0/47 ) Okay 00:58:46: ILP Start PHY Cisco IP phone detection ( Fal/0/47 ) Okay 00:58:46: %ILPOWER-5-POWER_GRANTED: Interface Fal/0/47: Power granted 00:58:46: ILP uses AC Disconnect(Fal/0/47): state= ILP_CSCO_PD_DETECTED_S, event=IEEE_PWR_GOOD_EV 00:58:48: ILP State_Machine ( Fal/0/47 ): State= ILP_PWR_GOOD_USE_IEEE_DISC_S, Event=PHY_LINK_UP_EV www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP 439 0 0 ;5 8 ;4 8 : ILP uses AC Disconnect(Fal/0/47): state= XLP PWR_GOOD_USE_IEEE_DISC_S, event=PHY_LINK_UP_EV 0 0 ;5^8 :50 í %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernetl/0/47 , changed state to up 00:58:50: CDP-AD: Interface FastEthernetl/0/47 coming up 0 0 :5 8 :50: ilpower_powerman_power_available_tlv: about sending patlv on Fal/0/47 00:58:50: req id 0, man id 1, pwr avail 15400, pwr man — 1 00:58:50: CDP-PA: versión 2 packet sent out on FastEthernetl/0/47 00:58:51: %LINEPR0T0-5-UPD0WN: Line protocol on Interface FastEthernetl/0/47, changed state to up 00:58:54: CDP-PA: Packet received from SIP0012435D594D on interface FastEthernetl/0/47 00:58:54: **Entry NOT found in cache** 00:58:54: Interface(Fal/0/47) - processing oíd tlv from cdp, request 6300, current allocated 15400 00:58:54: Interface (Fal/0/47) efficiency is 100 00:58:54: ilpower_powerman_power_available_tlv: about sending patlv on Fal/0/47 00:58:54: req id 0, man id 1, pwr avail 6300, pwr man — 1 00:58:54: CDP-PA: versión 2 packet sent out on FastEthernetl/0/47 CONFIGURACIÓN DE PoE PoE se configura de manera sencilla, cada Puerto del switch puede detectar automáticamente la presencia de un dispositivo capacitado para ILP antes de aplicar energía al puerto. También puede configurarse de tal manera que el puerto no acepte ILP. Por defecto todos los puertos del switch intentan descubrir dispositivos que sean ILP para cambiar este comportamiento se utiliza la siguiente serie de comandos: Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)# power inline {auto [max milli-watts] [max milli-watts] \ never} \ static Por defecto todas las interfaces del switch están configuradas en auto, donde el dispositivo y la oferta de energía se descubren automáticamente. La oferta de energía por defecto es 15,4 W (Watts); este valor de máxima energía puede configurarse a través del parámetro max de 4000 a 15400 mW. Es posible configurar una oferta de energía estática con el parámetro static si el dispositivo no es capaz de interactuar con cualquiera de los métodos de descubrimiento de energía. Para deshabilitar PoE en el puerto de tal manera que nunca se detecten dispositivos y no se ofrezca energía se utiliza el parámetro never. www.FreeLibros.com 440 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a VERIFICACION DE PoE El estado de la energía se puede verificar en los puertos del switch con el siguiente comando: Switch# show power inline [ t y p e mod/num] El siguiente ejemplo proporciona una salida del comando; si la interfaz se muestra como n/a, se ha utilizado ILP; de lo contrario es 802.3AF Switch# show power inline Module Available Used Remaining (Watts) (Watts) (Watts) 1 370.0 39.0 331.0 Interface Admin Oper Power Device (Watts) Class Max Fal/0/1 Fal/0/2 Fal/0/3 Fal/0/4 Fal/0/5 Fal/0/6 Fal/0/7 n/a 15.4 n/a 15.4 n/a 15.4 PD 0 15.4 PD 1 15.4 n/a 15.4 n/a 15.4 auto on 6.5 AIR-AP1231G-A-K9 auto on 6.3 IP Phone 7940 auto on 6.3 IP Phone 7960 auto on 15.4 Ieee auto on 4.5 Ieee static on 15.4 n/a auto off 0.0 n/a VLAN DE VOZ IP Un teléfono IP Cisco proporciona una conexión de datos para un PC terminal además de su propia conexión, esto permite que sólo se instale un cable Ethemet por usuario. El teléfono IP de Cisco también puede controlar algunos de los aspectos sobre cómo los paquetes son presentados al switch. La mayoría de los teléfonos IP Cisco tienen un switch incorporado de 3 puertos que se conecta hacia el switch principal, al usuario y al propio teléfono internamente. Los puertos de voz y del PC de usuario funcionan como puertos de un switch en modo de acceso, el puerto que conecta al switch principal puede operar como un troncal 802.1Q o como puerto de acceso. El modo de enlace entre el teléfono y el switch es negociado, pudiendo configurar el switch para instruir al teléfono para que use un determinado caso de 802.1Q o una simple VLAN de acceso. Con un troncal el tráfico de voz puede ser aislado del tráfico de datos proporcionando seguridad y capacidades de calidad de servicio. Como un enlace de acceso de voz y datos se combina en la misma VLAN, simplifica otros aspectos de la configuración del switch porque no se necesita tener una VLAN de voz separada. Pero aun así se podría comprometer la calidad de la www.FreeLibros.com CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP ©RA-MA 441 voz dependiendo de la mezcla de aplicaciones del PC y del tráfico que hay en el enlace. Configuración de la VLAN de voz Los paquetes de voz junto con la información de calidad de servicio se llevan en una única VLAN de voz conocida como VVID (Voice VLAN ID) o sobre una VLAN nativa o PVID (port VLAN ID). En el enlace del teléfono IP sólo necesitará configurar el puerto del switch donde se conectará, el switch instruye al teléfono para seguir el modo seleccionado, además el puerto del switch no necesita ninguna configuración especial de troncal. Si es necesario un troncal 802.1Q se forma un troncal especial de manera automática negociado mediante DTP (Dynamic Trunking Protocol) y CDP. Se utiliza el siguiente comando de configuración de interfaz para seleccionar el modo se VLAN de voz que se utilizará: Switch(config-if)# switchport voice vían {vlan-id \ dotlp | untagged | none} La siguiente tabla muestra los tipos de configuración de VLAN de voz: Parámetro Transporte VLAN voz QoS (CoS bits) vlan-id PC datos VLAN vlan-id 802. IP dotlp PC datos VLANO 802.IP untagged PC datos y voz — — none (defecto) PC datos y voz — — La condición por defecto para cada puerto del switch donde no se usan enlaces troncales es none. Todos los modos excepto none utilizan un modo especial del troncal 802.1Q. La única diferencia entre dotlp y untagged es la manera en que encapsulan el tráfico de voz. El modo dotlp dispone los paquetes de voz en la VLAN 0 lo cual requiere una configuración de vlan-id que no sea la nativa, pero no necesita la creación de VLAN de voz. El modo untagged pone los paquetes de voz en la VLAN nativa por lo que no necesita vlan-id ni una VLAN de voz única. www.FreeLibros.com 442 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El modo más versátil utiliza vlan-id, voz y tráfico de usuario son transportados por separado, los paquetes de voz además contienen información de calidad de servicio (QoS) en el enlace en el campo correspondiente a 802. IP. El caso especial 802.IP trunk se habilita automáticamente a través del intercambio de información CDP entre el switch y el teléfono IP. El troncal contiene 2 VLAN, la de voz etiquetada VVID y la de datos. La VLAN de acceso del puerto del switch se utiliza como la VLAN de datos, que lleva los paquetes desde y hacia el PC conectado al puerto correspondiente en el teléfono IP. Si un teléfono IP se elimina y el PC se conecta al mismo puerto del switch funcionará normalmente debido a que la vían de datos estará en el puerto de acceso, incluso cuando el troncal especial no siga funcionando. Verificación de la VLAN de voz Se puede verificar el modo de operación del puerto del switches ya sea de acceso o troncales y la VLAN de voz utilizando el comando show interface switchport. Switch# show interfaces fastEthernet 1/0/1 switchport Ñame: Fal/0/1 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: static access Administrative Trunking Encapsulation: negotiate Operational Trunking Encapsulation: native Negotiation of Trunking: On Access Mode VLAN: 10 (VLAN0010) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Administrative Native VLAN tagging: enabled Voice VLAN: 110 (VoIP) Administrative private-vlan host-association: none Administrative private-vlan mapping: none Administrative private-vlan trunk native VLAN: none Administrative private-vlan trunk Native VLAN tagging: enabled Administrative private-vlan trunk encapsulation: dotlq Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none Administrative private-vlan trunk private VLANs: none Operational private-vlan: none Trunking VLANs Enabled: ALL Pruning VLANs Enabled: 2-1001 Capture Mode Disabled Capture VLANs Allowed: ALL Protected: false Unknown unicast blocked: disabled Unknown multicast blocked: disabled Appliance trust: none www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP 443 Cuando en el troncal del teléfono IP no está activo no se muestra en los comandos show, pero es posible saber que la VLAN est"a llevada en los enlaces troncales mirando la actividad de Spanning Tree. STP ejecuta dos instancias, una para la VLAN de datos y otra para la VLAN de voz y se muestran con el comando show spanning-tree interface. El siguiente ejemplo muestra un switch que está configurado con la VLAN 10 para datos y la VLAN 110 para voz y la VLAN 99 como nativa: show running-config interface fastethernet 1/0/1 interface FastEthernetl/0/1 switchport trunk native vían 99 switchport access vían 63 switchport voice vían 306 Switch# show spanning-tree interface fastethernet 1/0/1 Vían Role Sts Cost Prio.Nbr Type Switch# VLAN0010 Desg FWD 19 128.51 P2p VLAN0110 Desg FWD 19 128.51 P2p CALIDAD DE SERVICIO EN VOZ IP En una red normal con poca utilización un switch envía los paquetes tan pronto como le llegan, pero si la red está congestionada los paquetes no pueden ser entregados en un tiempo razonable. Tradicionalmente la disponibilidad de la red se incrementa aumentando el ancho de banda de los enlaces o el hardware de los switch. QoS (Quality of Service) ofrece técnicas utilizadas en la red para priorizar un tráfico determinado respecto a otros. El aspecto más importante de transportar tráfico de voz en una red de datos es mantener un nivel de QoS adecuado. Los paquetes de voz deben ser entregados lo más rápido posible con mínima fluctuación, pocas pérdidas y mínimo retraso. Visión general de QoS Diferentes tipos de aplicaciones tienen a su vez diferentes requerimientos acerca de cómo deben ser enviados sus datos de extremo a extremo, por ejemplo es aceptable que se espere una pequeña cantidad de tiempo para mostrar una página Web, sin embargo los mismos retrasos no serían tolerables para una imagen de vídeo o una conversación telefónica. Cualquier pérdida o retraso en la entrega de los paquetes puede arruinar el propósito de la aplicación. Existen 3 conceptos básicos que pueden ocurrir a los paquetes cuando son enviados a través de la red. www.FreeLibros.com 444 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Delay o retraso, cuando un paquete es enviado a través de la red su entrega sufre un retraso en un período debido al tiempo que requiere el medio de transmisión, el tiempo requerido por el router y el switch en buscar en sus tablas, etc. El retraso total desde el principio hasta el final es conocido como latencia. En síntesis, el retraso puede considerarse como tiempo desde que el usuario presiona una tecla hasta que ese carácter se ve en el terminal correspondiente. • Fluctuación o jitter, algunas aplicaciones se encargan de la entrega de una serie de datos relacionados. La entrega de estos paquetes puede retrasarse de tal manera que no pueden llegar a tiempos previsibles. Esta variación en el retraso se conoce como jitter. Los medios de audio son particularmente susceptibles a las fluctuaciones si los datos de audio no llegan con una velocidad adecuada y constante pueden ocurrir cortes. • Pérdidas, en casos extremos los paquetes que entran en un medio muy congestionado se eliminan sin que nunca lleguen a ser entregados. Una cierta pérdida de paquetes es normal y aceptable y ciertamente recuperable por algunas aplicaciones que utilizan un protocolo confiable orientado a la conexión, como puede ser TCP. Otras aplicaciones no son tolerantes y los paquetes eliminados se pierden. Para solucionar y aliviar este tipo de condiciones una red puede emplear 3 tipos básicos de QoS: • Best-effort • Servicios integrados • Servicios diferenciados Best-effort Este método simplemente envía paquetes a medida que los va recibiendo sin aplicar ninguna tarea específica real, los switches y los routers hacen su trabajo de la mejor manera para entregar los paquetes lo más rápido posible sin importar el tipo de tráfico o las prioridades de servicio. Servicios integrados La idea básica detrás de este sistema es preacordar un camino para los datos que necesitan prioridad a lo largo del camino completo. Comenzó a desarrollarse con la RFC 1633, que se refiere a RSVP (Resource Reservation Protocol) desarrollado como el mecanismo para programar y reservar el ancho de www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP 445 banda adecuado del camino de una aplicación. El origen de la aplicación requiere los parámetros de QoS a través de RSVP, cada dispositivo de red a lo largo del camino tiene que verificar que esa petición puede ser soportada. Cuando el recorrido del camino completo está de acuerdo en las mínimas características requeridas, el camino se acepta. El origen es señalizado con una confirmación para poder empezar a utilizar el camino. Servicios diferenciados El modelo de servicios integrados no es capaz de escalar muy bien debido a la cantidad de los recursos que necesita para estar reservando los anchos de banda. Los servicios diferenciados (DiffServ) permiten a cada dispositivo de red manejar los paquetes de una manera individual, cada router o switch puede configurar sus propias políticas de calidad de servicio para seguir y para tomar decisiones acerca de cómo deben enviar los paquetes. Los servicios diferenciados no requieren reservas previas a la calidad de servicio, se manejan dinámicamente de manera distribuida, es decir, mientras los servicios integrados aplican QoS por flujo, DiffServ aplica la QoS a un grupo de flujos similares por salto. DiffServ también se basa en las decisiones de QoS tomadas en la información contenida en el campo 2 de la cabecera del paquete IP. En este libro se tratarán más a fondo los conceptos de los servicios diferenciales. MODELO QoS DIFFSERV Los servicios diferenciados generan un comportamiento diferente por salto en cada router o switch inspeccionando la cabecera de cada paquete para decidir cómo realizar el envío de ese paquete. Toda la información necesaria para esta decisión viaja en la cabecera, que por sí misma no puede disponer su propio manejo, simplemente presenta ciertas banderas, etiquetas ó marcas que servirán para ser utilizadas en la decisión de envío basada en las políticas de QoS configuradas en cada router o switch a lo largo del camino. Clasificación de capa 2 de QoS Las tramas de capa 2 por sí mismas no tienen un mecanismo que indique la prioridad o importancia de su contenido. Una trama simplemente es tan importante como otra, de esta manera un switch de capa 2 solamente puede enviar tramas de la manera Best-effort. Cuando las tramas son transportadas de un switch a otro switch a través del troncal surge la posibilidad de clasificarlas. La encapsulación www.FreeLibros.com 446 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA que viaja por el troncal incluye la identificación de VLAN, un campo que permite marcar el coste y la clase de servicio (CoS) en cada trama. Esto es utilizado por los switch frontera para tomar decisiones de QoS. Después de que el trunk es desencapsulado en el switch remoto la información CoS es descartada. Las dos maneras de encapsular el trunk son: • IEEE 802.1Q, donde cada trama es encapsulada con un VLAN ID de 12 bits y un campo de usuario de 3 bits de prioridad (802.IP) que indica el CoS de la trama en un rango de 0 a 7. Las tramas de la VLAN nativa no son encapsuladas adquiriendo el coste por defecto del switch que recibe la trama. • ISL, cada trama es encapsulada con un VLAN ID de 15 bits, en el campo User de 4 bits los 3 bits más bajos indican la CoS. Aunque ISL no es un estándar los switchs Catalyst toman decisiones de CoS copiando los bits de 802.IP desde los troncales 802.1Q dentro de los bits User cost en los troncales ISL, permitiendo que la información CoS se propague entre troncales con diferentes encapsulaciones. Clasificación de capa 3 QoS con DSCP Desde el comienzo los paquetes IP siempre han tenido un byte llamado ToS (Type of Service) que puede ser utilizado para marcar paquetes. Este byte se divide en 3 bits llamado IP Precedence y 4 bits que son el valor ToS. El modelo de DiffServ mantiene el Byte IP ToS pero lo utiliza de una manera más escalable. Este byte también se conoce como DS (Differentiated Service) con un formato diferente, los 6 bits DS se conocen como DSCP (Differentiated Service Code Point), que es un valor determinado por cualquier dispositivo DiffServ de la red. No se debe confundir con la terminología que utiliza QoS, los Bytes ToS y DS son lo mismo, incluso ocupan la misma ubicación en la cabecera IP, solamente su nombre y la manera que el valor se interpreta es diferente. Los bits DSCP permiten compatibilidad con los bits IP precedentes de tal manera que un dispositivo que no sea capaz de interpretar todo ese campo podría descifrar sólo la información de QoS. Los campos DiffServ se muestran en el siguiente gráfico: DS5 DS4 DS3 DS2 DS1 DSO ECN ECN DSCP www.FreeLibros.com CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP ©RA-MA 447 DSCP ocupa 6 bits (DS5-DS0). Los tres bits de selección de clase o Class Selector (DS5 a DS3) categorizan los paquetes en siete clases: • Clase 0, es la clase por defecto, simplemente ofrece el servicio Best-effort. • Clases 1 a 4, llamadas AF (Assured Forwarding). Cuanto más altos sean los números de la clase AF, más prioridad tendrá el tráfico y menos probabilidad de ser eliminado o rechazado en caso de congestión. • Clase 5, conocida como EF (Expedited Forwarding). LTsada para dar el mayor servicio, es la que tiene menos probabilidad de ser eliminada, se suele usar para tráfico de voz o vídeo. • Clases 6 y 7, son también llamadas Internetwork Control y Network Control. Son usadas por los routers y switches para tráfico de control en STP, protocolos de enrutamiento, etc. En definitiva, para aquellos servicios que mantienen la red operacional. Cada clase representada en el DSCP tiene tres niveles de posibilidad de descarte, representados en los bits DS2 a DSO, pero hay que tener en cuenta que DSO siempre tiene el valor 0. • Baja probabilidad de descarte: 1. • Media probabilidad de descarte: 2. • Alta probabilidad de descarte: 3. Dentro de una misma clase los paquetes con más alta probabilidad de descarte son eliminados primero, tomando en cuenta que la probabilidad de descarte es mayor cuanto mayor es el valor. Implementación QoS para voz Para manipular los paquetes acorde a las políticas de QoS, un switch tiene que identificar el nivel de servicio que cada paquete tiene que recibir. Este proceso se conoce como clasificación, cada paquete se clasifica acorde a un tipo de tráfico, por ejemplo TCD o UDP, según los parámetros configurados en las ACL, routemaps, etc. Los paquetes IP llevan consigo los valores DSCP dentro de las cabeceras a lo largo de todo el camino de la red. Las tramas en un troncal también llevan un valor de coste asociado con ellas, por lo tanto, un switch puede decidir si confiar en ToS, DSCP o CoS, que han sido asignados previamente a los paquetes www.FreeLibros.com 448 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA de entrada. Si el switch confía en algunos de estos valores, se utilizarán para tomar decisiones de calidad de servicio dentro del switch. Si dichos valores no son confiables pueden ser eliminados o reasignados, de esta manera un switch puede asumir nuevos valores para que sean aceptados dentro de las políticas de gestión. Esto último puede prevenir la intrusión de usuarios no autorizados en la red. Todos y cada uno de los switches deben confiar en los valores de QoS entrantes generalmente una organización debe confiar en los paramentos de QoS dentro de la propia red. En la frontera con otra organización o ISP QoS típicamente no debería ser confiable. Es prudente confiar en valores de QoS que hayan sido asignados por los propios dispositivos de red, de esta forma los valores de QoS producidos por los usuarios finales no deberían ser confiados hasta que la red pueda verificarlos o sobrescribirlos. El perímetro formado por los switches que no confían en el QoS de entrada se llama frontera de confianza. Esta frontera está en el extremo de la red empresarial, en capa de acceso, marcaciones WAN y límites con los ISP. Cuando la frontera de confianza ha sido identificada a través de los puertos no confiables dentro de ese perímetro, los puertos pueden ser configurados para confiar en los valores QoS de entrada. La siguiente figura muestra una red en la que se define una frontera de confianza; está definida en la red de usuarios finales y redes públicas: No confiable _ En el Catalyst A el puerto GigaEthemet 2/1 está configurado para recibir datos de entrada no confiables. El Catalyst B está conectado a un PC que también es no confiable, el teléfono IP en el puerto FastEthemet 0/1 es un caso especial porque soporta su propio tráfico de voz y tráfico de usuario final, por lo que la frontera de confianza no puede estar definida exactamente en ese puerto. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP © r A-MA 449 Configuración de la frontera de confianza Cuando un teléfono IP se conecta a un switch es como si se añadiera otro switch a la red. Si se instala un teléfono IP como parte de la red se puede confiar en la información de QoS emitida por el teléfono. El teléfono IP tiene dos fuentes de emisión de datos: • Datos propios del teléfono. El teléfono puede controlar la información de QoS que se incluye en los paquetes de voz. • Datos de usuario en el puerto del switch. Son paquetes del puerto del PC de datos generados en algún otro sitio, de tal manera que la información de QoS no será confiable. Un switch instruye al teléfono IP que tiene conectado mediante mensajes CDP acerca de cómo debería extender la confianza QoS a su propio puerto de usuario de datos. La configuración de la extensión de estos datos de confianza siguen los siguientes pasos: 1. Se habilita QoS en el switch. Por defecto está deshabilitado globalmente en el switch y toda la información de QoS se permite entre puertos de un switch a otro. Al habilitar QoS todos los puertos del switch quedan configurados como no confiables. Switch(config)# mis qos 2. Definición de los parámetros que serán utilizados. Es posible elegir entre confiar en el CoS, IP precedente o DSCP de los paquetes de entrada en los puertos del switch, aunque sólo uno de estos parámetros puede ser seleccionado. Generalmente un teléfono IP puede ser configurado con los parámetros eos porque el teléfono puede controlar los valores en su troncal de VLAN. Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)# mis qos trust {eos | ip-precedence | dscp} 3. Confianza condicional: Switch(config-if)# mis qos trust device cisco-phone Si este comando se configura, los parámetros de QoS definidos en el paso anterior serán confiables solamente si un teléfono IP se detecta a través de www.FreeLibros.com 450 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA CDP. Cuando no se detecta el teléfono los parámetros de QoS no son confiados. 4. Indicaciones para extender la frontera de confianza del teléfono IP. Normalmente la información de QoS de un PC conectado a un teléfono debería ser no confiable debido a que las aplicaciones del PC podrían intentar utilizar unos campos de CoS o DSCP si son mejores a los suyos para ganar mejor acceso a la red, en este caso el parámetro eos se sobrescribe al valor de 0. Switch(config-if )# switchport priority extend {eos valué \ trust} El PC puede estar ejecutando alguna aplicación confiable que hace peticiones de QoS de niveles específicos de servicio, en este caso el teléfono IP puede extender la confianza hasta el PC, permitiendo que los bits del coste sean enviados a través del teléfono IP sin modificarlo, para esto se utiliza el parámetro trust. Por defecto un switch instruye a un teléfono IP que tiene conectado un PC para que lo considere como no confiable. El teléfono sobrescribirá los valores de coste a 0. Los uplink con conexiones hacia otros switches deberían ser considerados como puertos confiables siempre y cuando estén conectados a dispositivos confiables de la frontera de confianza de QoS. Para configurar un puerto uplink en un switch para que sea confiado se utilizan los siguientes comandos: Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if )# mis qos trust eos El parámetro de confianza trust no es condicional, el switch confiará sólo en los valores de coste que son encontrados en los paquetes de entrada. Los switches poseen un mapeo de los valores de coste llamado CoS-toDSCP, que se utiliza para convertir los valores CoS de entrada en valores DSCP. Configuración de AutoQoS Los switches Cisco pueden configurarse para soportar una variedad de mecanismos y parámetros de QoS, la lista y las características de los comandos de configuración pueden ser enormes y la configuración real resulta muy compleja. Ésta es una razón para que los tópicos relativos a QoS no se traten en la totalidad en este libro. Para simplificar la configuración, Cisco introdujo la característica de Auto-QoS para casi todas las plataformas. Utilizando una cantidad mínima de www.FreeLibros.com CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP ©RA-MA 451 comandos se puede habilitar el switch para que automáticamente configure todos los parámetros de QoS. Auto-QoS es realmente manejado por un comando macro el cual se encarga de añadir otros comandos de configuración como si fuesen introducidos manualmente. Gracias a esto Auto-QoS permite la rápida configuración de los switches que aún permanecen con la configuración por defecto. La utilización de Auto-QoS en switches ya configurados podría sobrescribir algunos de los comandos ya configurados. Auto-QoS maneja los siguientes modos de configuración de QoS: • Habilta QoS. • Mapea CoS-to-DSCP hacia QoS. • Configura mejor las colas de entrada y salida. • Genera colas de prioridad estrictas para salidas de voz. • Establece una interfaz QoS que será la frontera de confianza. Los siguientes pasos de configuración se utilizan para configurar AutoQoS: • Selección de la interfaz que será la frontera de QoS: Switch(config)# interface type mod/num • Habilitar Auto-QoS con la confianza apropiada: Switch(config-if)# auto qos voip {cisco-phone | ciscosoftphone | trust} Si el puerto del switch está conectado a un teléfono IP, se debería utilizar el parámetro cisco-phone. Si está conectado un PC con .la aplicación Cisco softphone, se deberá elegir el parámetro cisco-softphóne. Los paquetes que llegan con valores de DSCP de 24, 26 y 46 son confiables, los paquetes con otro tipo de valor se pondrán con un DSCP en 0. En un puerto uplink de switch hacia otro switch o un router, se debería utilizar el comando trust. Todos los paquetes recibidos en ese puerto deberían ser confiables, la información de QoS debería quedar intacta. El comando auto qos voip aparecerá en la configuración del switch junto con los otros comandos que él mismo inserta. www.FreeLibros.com 452 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA VERIFICACIÓN QoS DE VOZ IP Un puerto del switch puede ser configurado para que confíe en el estado de QoS con el dispositivo conectado. Si ese dispositivo es un teléfono IP, el switch puede instruir al teléfono y extender la confianza de QoS a un PC que tenga conexión a dicho teléfono. Para verificar que la confianza ha sido extendida al teléfono IP se utiliza el siguiente comando: Switch#show mis qos interface type mod/num Si el puerto es confiable todo el tráfico enviado por el teléfono IP es aceptado con la información de QoS permaneciendo intacta. Si el puerto no es confiable, los paquetes, incluso los de voz, podrán tener la información sobrescrita por el switch. La siguiente salida muestra un ejemplo: Switch# show mis qos interface fastethernet 0/1 FastEthernet0/1 trust state: trust eos trust mode: trust eos trust enabled flag: ena COS override: dis default COS: 0 DSCP Mutation Map: Default DSCP Mutation Map Trust device: none Se puede verificar como un teléfono IP ha sido instruido para tratar la información de QoS entrante del PC conectado en la última línea de la sintaxis anterior (trust device:). También puede verse en el siguiente comando en la línea Appliance trust: Switch# show interface fastethernet 0/1 switchport Ñame: FaO/1 Switchport: Enabled [output deleted...] Voice VLAN: 2 (VLAN0002) Appliance trust: none Si el dispositivo es de confianza la línea de comandos mostraría Appliance trust: trusted. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 17. TELEFONÍA IP 453 El siguiente ejemplo muestra cuándo un teléfono IP se conecta, más abajo aparece la sintaxis; cuándo el teléfono IP no está conectado al puerto del switch y no es detectado y el parámetro trust no está habilitado. S w i t c h # show running-config interface fastethernet 0/47 Building configuration... Current configuration : 219 bytes i interface FastEthernetO/47 switchport access vían 10 switchport trunk encapsulation dotlq switchport mode access switchport voice vían 100 mis qos trust device cisco-phone mis qos trust eos no mdix auto end Switch# show mis qos interface fastethernet 0/1 FastEthernetO/1 trust mode: trust eos COS override: dis default COS: 0 DSCP Mutation Map: Default DSCP Mutation Map Trust device: cisco-phone Cuando el teléfono IP se conecta se le aplica energía para ser detectado, entonces la confianza de QoS condicional, en este caso CoS, es habilitada: 6dl8h: %ILPOWER-7-DETECT: Interface Fal/0/1: Power Device detected: Cisco PD 6dl8h: %ILPOWER-5-POWER_GRANTED: Interface Fal/0/1: Power granted 6dl8h: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernetl/0/1, changed state to up 6dl8h: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernetl/0/1, changed state to up 6dl8h: %SWITCH_Q0S_TB-5-TRUST_DEVICE_DETECTED: cisco-phone detected on port Fal/ 0/1, port trust enabled. Switch# show mis qos interface fastethernet 1/0/1 FastEthernet1/0/1 trust mode: trust eos COS override: dis default COS: 0 DSCP Mutation Map: Default DSCP Mutation Map www.FreeLibros.com 454 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a La autoconfiguración de QoS en un puerto puede verse con el siguiente comando: Switch# show auto qos interface fastethernet 0/37 FastEthernetO/37 auto qos voip cisco-phone www.FreeLibros.com Capítulo 18 SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH SEGURIDAD DE PUERTOS En algunos entornos la red debe estar asegurada para controlar qué estaciones terminales podrán tener acceso a la red. Cuando las estaciones de trabajo son estacionarias, sus direcciones MAC siempre se espera que se conecten al mismo puerto de la capa de acceso. En estaciones móviles la MAC puede ser aprendida dinámicamente o ser añadida en una lista de direcciones que se esperan en ese puerto. Los switches Catalyst poseen una característica llamada portsecurity que controla las direcciones MAC asignadas a cada puerto. Para iniciar la configuración de seguridad de puertos en un switch se comienza con el siguiente comando: Switch(config-if)#switchport port-security Posteriormente se deben identificar un conjunto de direcciones MAC permitidas en ese puerto. Estas direcciones pueden ser configuradas explícitamente o de forma dinámica a través del tráfico entrante por ese puerto, en cada interfaz que utiliza port-security se debe especificar un número máximo de direcciones MAC que serán permitidas: Switch(config-if)#switchport port-security máximum max-addr El rango de MAC permitidas va desde 1 a 1024. Cada interfaz configurada con port-security aprende dinámicamente las direcciones MAC por defecto y espera que esas direcciones aparezcan en esa interfaz en el futuro. Este proceso se www.FreeLibros.com 456 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a llama sticky MAC addresses. Las direcciones MAC se aprenden cuando las tramas de los host pasan a través de la interfaz, que aprende hasta el número máximo de direcciones que tiene permitidas. Las direcciones aprendidas también son eliminadas si los host conectados no transmiten en un período determinado. La siguiente sintaxis muestra la configuración de direcciones MAC para un puerto a un máximo de 5: Switch(config-if)#switchport port-security máximum 5 También se puede definir estáticamente una o más direcciones MAC en una interfaz, cualquiera de las direcciones configuradas tendrá permitido el acceso a la red a través de ese puerto: Switch(config-if)#switchport port-security mac-address mac-addr Si el número de direcciones estáticas dado es menor que el número máximo de direcciones que puede aprender dinámicamente, el resto de las direcciones se aprenderán dinámicamente. Por lo tanto, se debe tener un control apropiado sobre cuantas direcciones se deben permitir. Finalmente se debe definir cómo una interfaz con seguridad de puerto debería reaccionar si ocurre un intento de violación para eso se utiliza el siguiente comando: Switch(config-if)# switchport port-security violation {shutdown | restrict |protect} Cuando más del número máximo de direcciones MAC permitidas o una dirección MAC desconocida se detecta se interpreta como una violación. El puerto del switch toma algunas de las siguientes acciones cuando ocurre una violación: • Shutdown, el puerto automáticamente se pone en el estado errdisable, lo que hace dejarlo inoperable y tendrá que ser habilitado manualmente o utilizando la recuperación de errdisable. • Restrict, el puerto permanente activo pero los paquetes desde las direcciones MAC que están violando la restricción son eliminados. El switch continúa ejecutando el temporizador de los paquetes que están violando la condición y puede enviar un trap de SNMP a un servidor Syslog para alertar de lo que está ocurriendo. • Protect, el puerto sigue habilitado pero los paquetes de las direcciones que están violando la condición son eliminados, no queda ninguna constancia de lo que está aconteciendo en el puerto. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH ©RA-MA 457 Un ejemplo del modo restrict se detalla en la siguiente sintaxis: interface GigabitEthernetO/11 switchport access vían 991 switchport mode access switchport port-security switchport port-security violation restrict spanning-tree portfast Cuando el número máximo de direcciones MAC se excede se guarda un log cuya sintaxis se muestra a continuación: jun 3 17:18:41.888 E D T : %PORT_SECURITY-2-PSECURE_VIOLATION: Security violation occurred, caused by MAC address 0000.5e0 0 .0101 on port GigabitEthernetO/11. En caso de que se cumpla la condición restrict o protect se deberían eliminar las direcciones MAC que no son permitidas con el siguiente comando: Switch#clear port-security dynamic [address mac-addr | interface type mod/num] En el modo shutdown la acción de port-security es mucho más drástica. Cuando el número máximo de direcciones MAC es sobrepasado el siguiente mensaje log indica que el puerto ha sido puesto en modo errdisable: Jun 3 17:14:19.018 EDT: %PM-4-ERR_DISABLE: psecure-violation error detected on GiO/ll, putting GiO/11 in err-disable state Jun 3 17:14:19.022 EDT: %PORT_SECURITY-2-PSECURE_VIOLATION: Security violation occurred, caused by MAC address 0003.a089.efc5 on port GigabitEthernetO/11. Jun 3 17:14:20.022 EDT: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Gigabit EthernetO/11, changed state to down Jun 3 17:14:21.023 EDT: %LINK-3-UPDOWN: Interface . GigabitEthernetO/11, changed state to down El estado de un puerto puede verse con el comando show port-security interface: Switch#show port-security interface gigabitethernet 0/11 Port Security : Enabled Port Status : Secure-shutdown Aging Time : Aging Type : SecureStatic Address Aging : 0 mins Absolute Disabled www.FreeLibros.com 458 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Máximum MAC Addresses : Total MAC Addresses : Configured MAC Addresses : Sticky MAC Addresses : Last Source Address : Security Violation Count : 1 0 0 0 0003.a089.efc5 1 Para ver un resumen rápido del estado del puerto puede utilizarse el siguiente comando: Switch#show interfaces status err-disabled Port Ñame Status Reason GiO/11 Test port err-disabled psecure-violation Hay que recordar que cuando un puerto está en el estado errdisable se debe recuperar manualmente o de manera automática. La secuencia de comandos para la recuperación manual es la siguiente: Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#shutdown Switch(config-if)#no shutdown Finalmente se puede ver un resumen del estado de port-security con el siguiente comando: Switch#show port-security Secure Port MaxSecureAddr Action CurrentAddr SecurityViolation Security (C o u n t ) (C o u n t ) (C o u n t ) GiO/11 GiO/12 5 1 1 0 0 0 Restrict Shutdown Total Addresses in System (excluding one mac per port) : 0 Max Addresses limit in System (excluding one mac per port) : 6176 AUTENTICACION BASADA EN PUERTO Los switches Catalyst pueden soportar autenticación basada en puerto que resulta una combinación de autenticación AAA (Authentication, Authorization, Accounting) y de port-security. Esta característica se basa en el estándar IEEE 802.IX, cuando está habilitado un puerto del switch no pasará tráfico hasta que el usuario se autentique con el switch. Si la autenticación es satisfactoria el usuario podrá utilizar el puerto con normalidad. En la autenticación basada en puerto tanto el switch como el PC del usuario tienen que soportar el estándar 802.IX usando EAPOL (Extensible www.FreeLibros.com CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH ©RA-MA 459 Authentication Protocol over LAN). Dicho estándar es un protocolo que se ejecuta entre el cliente y el switch que está brindando el servicio de red. Si el cliente del pC está configurado para utilizar 802.IX pero el switch no lo soporta, el PC abandona el protocolo y se comunica normalmente; pero a la inversa, es decir, si el switch está configurado con autenticación y el PC no lo soporta, el puerto del switch permanecerá en estado “no autorizado” de manera que no enviará tráfico a ese cliente. Un puerto del switch con 802. IX comienza en el estado no autorizado, de tal manera que solamente el único tipo de datos que permite pasar es del propio protocolo 802.IX. Tanto el cliente como el switch pueden comenzar la sesión 802.IX. El estado autorizado del puerto finaliza cuando el usuario del puerto termina la sesión causando que el cliente 802.IX informe al switch que regrese al estado no autorizado. El switch puede finalizar la sesión del usuario cuando lo crea necesario; en caso de que así ocurra, el cliente tiene que re-autenticarse para continuar utilizando el puerto. Configuración de 802.IX La autenticación basada en puerto puede ser administrada por uno o más servidores RADIUS (Remóte Authentication Dial-In User Service). Aunque muchos switches Cisco soportan otros métodos de autenticación sólo RADIUS soporta el estándar 802.IX. El método de autenticación real de RADIUS tiene que ser configurado inicialmente y luego el 802. IX. Los siguientes pasos muestran dicha configuración: 1. Habilitación de AAA en el switch. Por defecto AAA está deshabilitado; para habilitarlo se utiliza el siguiente comando: Switch(config)#aaa new-model El parámetro new-model hace referencia al método de listas que se van a utilizar para la autenticación. 2. Definición de los servidores RADIUS externos. En primer lugar se define cada servidor junto con la clave compartida; esta cadena solamente es conocida por el switch y el servidor y proporciona una clave de encriptación para la autenticación del usuario. Switch(config)#radius-server [key string] host {hostname \ ip-address} Este comando debe repetirse según tantos servidores existan en la red. www.FreeLibros.com 460 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA 3. Definición del método de autenticación 802.1X. Con el siguiente comando los servidores de autenticación RADIUS que se han definido en el switch utilizarán la autenticación 802. IX: Switch(config)#aaa radius authentication dotlx default group 4. Habilitación de 802.1x en el switch. Switch(config)#dotlx system-auth-control 5. Configuración de los puertos del switch con 802.IX. Switch(config)#dotlx system-auth-control Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)#dotlx port-control {force-authorized | force-unauthorized | auto} Donde: • force-authorized: el puerto es forzado para que siempre autorice cualquier conexión de cliente, no es necesario la autenticación; éste es el estado por defecto para todos los puertos cuando 802. IX está habilitado. • force-unauthorized: el puerto es forzado para no autorizar nunca la conexión de un cliente, como resultado ese puerto no pasará al estado autorizado. • Auto: el puerto utiliza un intercambio de 802. IX para moverse desde el estado unauthorized hacia el estado authorized cuando la autenticación resulte satisfactoria. Esto requiere una aplicación capaz de soportar dicho estándar en el PC del cliente. Por defecto todos los puertos del switch están en el estado forceauthorized pero si el objetivo es la utilización de 802.IX los puertos deben estar configurados en auto, de tal manera que se emplee dicho mecanismo de autenticación. 6. Permitir múltiples host en un puerto del switch. El estándar 802. IX soporta casos en los cuales múltiples host están conectados a un simple puerto del switch ya sea a través de un hub o de otros switch de acceso. En este caso se debe configurar el puerto con el siguiente comando: Switch(config-if)#dotlx host-mode multi-host El comando show dotlx all se utiliza para verificar las operaciones de 802. IX en cada puerto del switch donde está configurado. El siguiente es un ejemplo de autenticación basada en 802. IX, donde hay configurados dos servidores RADIUS y varios puertos del switch están utilizando 802.IX para autenticación y asociación con la VLAN 100: www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH 461 Switch(config)#aaa new-model Switch(config)#radius-server host 100.30.1.1 key PruebaCCNP Switch(config)#radius-server host 100.30.1.2 key OtraCCNP Switch(config)#aaa authentication dotlx default group radius Switch(config)#dotlx system-auth-control Switch(config)#interface range FastEthernetO/1 - 40 Switch(config-if)#switchport access vían 100 Switch(config-if)#switchport mode access Switch(config-if)#dotlx port-control auto m it ig a n d o a t a q u e s e s p ía s Los usuarios maliciosos intentan enviar información falsa a los switches o host intentando utilizar mecanismos de burla falseando las puertas de enlace. El objetivo del atacante es interceptar el tráfico enviando paquetes al afectado como si éste fuera la puerta de enlace o el router. El atacante puede obtener información del tráfico de paquetes antes de que lleguen a su verdadero destino. Los switches Catalyst poseen tres mecanismos de protección ante estos ataques que se describen a continuación: DHCP Snooping: un servidor DHCP proporciona la información que un cliente necesita para operar dentro de una red. Un atacante puede activar un servidor DHCP falso en el mismo segmento en que se encuentra el cliente; cuando el cliente hace la petición DHCP el falso servidor podría enviar el DHCP reply con su propia dirección IP sustituyendo a la verdadera puerta de enlace. Los paquetes destinados hacia fuera de la red local serían enviados al servidor del atacante que podrá enviarlos a la dirección correcta pero primero podrá examinar cada paquete que va interceptando. El atacante está en el medio del camino, el cliente nunca se da cuenta de ello, acción conocida como man-in-the-middle. Los switches Catalys poseen la característica DHCP Snooping para prevenir este tipo de ataque. Cuando está configurado, los puertos están categorizados como confiables o no confiables. Los servidores DHCP legítimos pueden encontrarse en puertos confiables, mientras que todos los demás host están detrás de los puertos no confiables. Un switch intercepta todas las peticiones DHCP que vienen de los puertos no confiables antes de pasarlas a la VLAN correspondiente. Cualquier respuesta DHCP reply viniendo desde un puerto no confiable se descarta, además el puerto pasará al estado errdisable. DHCP Snooping mantiene un registro de todos los enlaces de los DHCP completados, lo que significa que posee conocimiento de las direcciones MAC, direcciones IP, tiempo de alquiler, etc. del cliente. www.FreeLibros.com 462 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El siguiente comando configura DHCP Snooping en el switch: Switch(config)#ip dhcp snooping El siguiente paso consiste en identificar la VLAN donde DHCP Snooping se implementará: Switch(config)#ip dhcp snooping vían vlan-id [vlan-id] Posteriormente se configuran los puertos localizados los servidores DHCP reales: confiables donde están Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#ip dhcp snooping trust Para los puertos no confiables se permite un número ilimitado de peticiones DHCP, para limitarlo se puede utilizar el siguiente comando: Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#ip dhcp snooping limit rate rate El parámetro rate tiene un rango de 1 a 2048 paquetes DHCP por segundo. Puede, además, configurarse el switch para que use la opción DHCP 82 descripta en la RFC 3046. Añadiendo la opción 82 la información acerca del cliente que ha generado la petición DHCP es más amplia. Además, la respuesta DHCP (en caso de que la hubiera) traerá contenida la información de la opción 82. El switch intercepta la respuesta y compara los datos de la opción 82 para confirmar que la respuesta viene de un puerto válido en el mismo. Esta característica está habilitada por defecto; no obstante, para habilitar la opción 82 se utiliza el siguiente comando: Switch(config)# ip dhcp snooping information option El estado del DHCP Snooping puede verse con el siguiente comando: Switch#show ip dhcp snooping [binding] El parámetro binding se utiliza para mostrar todas las relaciones conocidas de DHCP que han sido recibidas. En el siguiente ejemplo se observa la configuración de DHCP Snooping, las interfaces FastEthemet 0/5 a la 0/16 son consideradas no confiables, la cantidad de peticiones están limitadas a 3 por segundo. El servidor DHCP conocido está localizado en la interfaz GigaEthemet 0/1: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH ©RA-MA 463 Switch(config)#ip dhcp snooping Switch(config)#ip dhcp snooping vían 104 Switch(config)#interface range fastethernet 0/5 — 16 Switch(config-if)#ip dhcp snooping limit rate 3 Switch(config-if)#interface gigabitethernet 0/1 Switch(config-if)#ip dhcp snooping trust Switch#show ip dhcp snooping DHCP snooping is enabled DHCP snooping is configured on following VLANs: 104 insertion of option 82 is enabled Interface Trusted Rate limit (pps) Switch FastEthernetO/35 FastEthernetO/36 GigabitEthernetO/1 no no yes 3 3 unlimited IP Sourse Guard: el falseo de direcciones es uno más de los diferentes tipos de ataques que son difíciles de mitigar. Normalmente un host es asignado a una dirección IP y se espera utilizar la misma para todo el tráfico que envía. Un PC que está comprometido no tiene por qué utilizar su dirección IP, podría comenzar a utilizar direcciones falsas. Éstas son a menudo utilizadas como el origen del ataque de denegación de servicio. Si la dirección origen no existe realmente el tráfico de vuelta nunca encontrará el camino hacia su origen. Los routers o dispositivos de capa 3 llevan a cabo test simples para direcciones de origen falseadas cuando éstas pasan a través de ellos. Si la red es conocida y pertenece a una VLAN determinada, los paquetes entrantes desde esa VLAN nunca deberían tener una dirección IP diferente en su direccionamiento. Pero es difícil detectar direcciones falsas cuando son utilizadas dentro de la VLAN o subred correspondiente. De esta manera un host comprometido podría atacar a todos los host dentro de su propia subred. Los switches Catalyst pueden utilizar la característica IP Sourse Guard para detectar y suprimir ataques de direcciones falsas, incluso dentro de la misma subred. Un switch de capa 2 aprende y guarda la dirección MAC por puerto, y utiliza un método para buscar la dirección MAC y ver la asociación IP correspondiente. IP Sourse Guard realiza este proceso haciendo uso de la base de datos de DHCP Snooping, como también de la base de direcciones estáticas. www.FreeLibros.com 464 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Los paquetes que llegan al switch pueden ser comprobados por cualquiera de estas dos condiciones: 1. La dirección IP de origen tiene que ser idéntica a la dirección IP aprendida por DHCP Snooping o por una entrada estática. Un puerto con ACL dinámica se utiliza para filtrar el tráfico, el switch automáticamente crea esta ACL añadiendo la dirección de origen aprendida a la ACL y aplicándola en el puerto donde se aprendió la dirección correspondiente. 2. La dirección MAC de origen tiene que ser idéntica a la dirección MAC aprendida en el puerto del switch y el DHCP Snooping. Se utiliza port-security para filtrar el tráfico no deseado. Si la dirección es diferente a la que ha sido aprendida o configurada estáticamente, el switch descarta el paquete. Para la configuración de IP Sourse Guard se debe configurar DHCP Snooping. Para que se detecten direcciones MAC falsas es necesaria la configuración de port-security. Para los host que no utilizan DHCP se puede configurar un direccionamiento estático con el siguiente comando: Switch(config)#ip source binding mac-address vían vlan-id ip-address interface type mod/num En este caso la dirección MAC del host es asociada a la VLAN y dirección IP correspondiente junto con el puerto adecuado. Se habilita IP Sourse Guard en uno o más puertos del switch con los siguientes comandos: Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#ip verify source [port-security] El comando ip verify source inspeccionará el origen de la dirección IP, es posible añadir el parámetro port-security para hacer lo mismo con la dirección MAC. Para verificar el estado de IP Sourse Guard se utiliza el siguiente comando: Switch#show ip verify source [interface type mod/num] www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH 465 Si es necesario verificar la información contenida en la base de datos de direcciones de origen aprendidas dinámica o estáticamente, se utiliza el siguiente comando: Switch#show ip source bindng [ip-address] [mac-address] [dhcpsnooping | static] [interface type mod/num] [vían vlan-id] Inspección dinámica de ARP: los host utilizan normalmente ARP (Address Resolution Protocol) para resolver direcciones MAC no conocidas a direcciones IP conocidas. La dirección MAC es necesaria para enviar un paquete y encapsular en capa 2, el host envía un broadcast con una petición ARP con la dirección IP del destino solicitando la MAC. Si algunos de los host están utilizando esa dirección IP, responderá con un ARP reply conteniendo su dirección MAC. El proceso de ARP funciona adecuadamente entre dispositivos confiables, pero si un atacante puede enviar su propia respuesta ARP con una dirección MAC maliciosa, el origen de la petición asociará la IP a la MAC del atacante. El origen almacenará en su tabla ARP una MAC falsa pudiendo enviar los paquetes IP hacia esa dirección. En este escenario el atacante está en el medio del camino, los paquetes son enviados al atacante en lugar de al host real de destino. Este ataque es conocido como ARP poisoning o ARP spoofing, y es considerado como un ataque del tipo man-in-the-middle. Los switches Catalyst pueden utilizar DAI (Dynamic ARP Inspection) para mitigar este tipo de ataque. DAI trabaja de manera similar a DHCP snooping, todos los puertos del switch son clasificados como confiables o no. El switch intercepta e inspecciona todos los paquetes ARP que llegan a los puertos no confiables. Cuando una respuesta ARP es recibida en un puerto no confiable, el switch verifica la MAC y la dirección IP reportada en el paquete de respuesta contra unos valores conocidos. El switch puede obtener la información confiable de ARP por entradas estáticas o aprendidas dinámicamente en la base de datos de DHCP Snooping habilitado previamente. Si la respuesta contiene valores conflictivos se elimina generando un mensaje de log. Para la configuración de DAI se debe habilitar en una o más VLAN con el siguiente comando: Switch(config)#ip arp inspection vían vlan-range El parámetro vían permite la configuración de una VLAN o un rango determinado. Por defecto todos los puertos asociados con el rango de VLAN son considerados como no confiables. El switch local no inspeccionará los paquetes www.FreeLibros.com 466 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA ARP que le llegan a los puertos confiables. Para configurar un puerto como confiable se utilizan los siguientes comandos: S w i t c h (c o n f i g )#interface type mod/num Switch(config-if )#ip arp inspection trust Si existen host con dirección IP estática configurada no habrá mensajes DHCP que se intercambien y que puedan ser inspeccionados, por lo cual habrá que configurar una ACL de ARP que defina estáticamente las asociaciones MAC a direcciones IP. Los siguientes comandos se aplican a uno o más host y se configuran de la siguiente manera: Switch(config)#arp access-list acl-name Switch(config-acl)#permit ip host sender-ip mac host sender-jnac[log] S witch(config - a c l )#exit Las ACL deben ser asociadas a DAI a través de los siguientes comandos: Sw i t c h (conf ig)#ip arp inspection filter arp-acl-name vían vlan-range [static] Existe una denegación implícita al final de la ACL de ARP: si no se encuentra ninguna coincidencia, la respuesta ARP es considerada inválida. Es posible especificar más validaciones en los contenidos de los paquetes de respuesta ARP. Por defecto sólo se utilizan para la verificación las direcciones MAC y direcciones IP contenidas en los paquetes de respuesta ARP. Esto no significa que las verificaciones de las direcciones MAC sean las reales contenidas en la cabecera ARP. Para que así ocurra y se verifiquen las direcciones MAC para que sean realmente las que vienen listadas dentro del propio paquete de respuesta, se utiliza el siguiente comando: S witch(conf ig)#ip arp inspection validate {[src-mac] [dst-mac] [ip]} Habrá que especificar al menos una de las 3 opciones siguientes: • src-mac: compara la dirección MAC de origen en la cabecera Ethemet con la MAC enviada en la respuesta ARP. • dst-mac: compara la dirección MAC de destino en la cabecera Ethemet con la dirección MAC en la respuesta ARP. • ip: verifica la dirección IP del que envía en todas las peticiones ARP, compara la dirección IP del destino con la dirección de destino en todas las respuestas ARP. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 18. SEGURIDAD DE ACCESO AL SWITCH 467 El siguiente es un ejemplo de configuración DAI: Switch(config)#ip arp inspection vían 10 Switch(config)#arp access-list dirección S w i t c h (config-acl)#permit ip host 192.168.1.10 mac 0006.5b02.a841 S w i t c h (config-acl)#exit Switch(config)#ip arp inspection filter dirección vían 10 Switch(config)#interface gigabitethernet 0/1 Switch(config-if)#ip arp inspection trust host Para la verificación del estado de configuración de DAI puede utilizarse el comando show ip arp inspection. RECOMENDACIONES PRÁCTICAS DE SEGURIDAD Configuración de contraseñas seguras: siempre que sea posible se debe utilizar el comando enable secret para configurar la contraseña en el modo privilegiado en el switch, de esta manera se obtiene un mecanismo de encriptación (MD5) más seguro que con el obtenido a través del comando enable password. Para que automáticamente las contraseñas sin cifrar sean encriptadas es preciso utilizar el comando Service password-encryption. Se podría utilizar servidores AAA externos para autenticar a los usuarios siempre que sea posible. Los nombres de usuario y contraseña se mantienen externamente de tal manera que no son almacenados ni administrados en el switch. Con un sistema centralizado de usuarios en más escalable que la configuración de cada uno de ellos por separado en cada switch. Utilización de banners del sistema: cuando los usuarios acceden a un switch deberían saber cuáles son las políticas de la organización. Los banners deberían estar configurados con este tipo de información para que los usuarios se notifiquen cada vez que se conectan. El comando banner motd define el texto para que aparezca al conectarse. Deshabilitar los servicios innecesarios o inseguros: los dispositivos Cisco tienen servicios habilitados por defecto que no se utilizarán. Para ajustar aún más la seguridad se deberían definir qué servicios son necesarios en la organización, todo lo que esté en funcionamiento puede ser explotado con fines maliciosos. Un ejemplo típico es el servicio HTTP de los switches Catalyst, que debería deshabilitarse con el comando no ip http Server. De la misma manera otros servicios como service tcp-small-servers, service udp-small-servers, service finger y service config deberían estar deshabilitados. www.FreeLibros.com 468 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Asegurar la consola del switch: hay muchos entornos en los cuales el switch está aislado físicamente para que nadie pueda conectar un cable de consola, aun así la contraseña de consola debería estar siempre habilitada. Es apropiado utilizar las mismas pautas de autenticación que tengan las líneas VTY. Asegurar el acceso VTY: todas las líneas VTY del switch deben tener control de acceso. Además la utilización de ACL puede limitar el origen de las direcciones IP permitidas vía telnet o SSH. El comando show user all se utiliza para ver cada una de las líneas VTY que se están utilizando para entrar al switch. Utilizar SSH siempre que sea posible: aunque telnet es fácil de configurar y utilizar, no es un método seguro. Cada carácter escrito en telnet viaja en texto plano sin ningún tipo de encriptación. SSH utiliza un método de encriptación seguro y fuerte. Las versiones de IOS, deben ser capaces de soportar este sistema de cifrado. Asegurar el acceso SNMP: para prevenir que usuarios no autorizados ejecuten cambios en la configuración del switch se debería deshabilitar cualquier acceso de lectura escritura SNMP. Los comandos para hacerlo son snmp-server community string RW. Es recomendable la configuración de los comandos de sólo lectura, sumado a ACL con permisos específicos. Asegurar los puertos del switch no utilizados: Cada puerto del switch no utilizado debería estar deshabilitado porque no se espera que ningún usuario se conecte a él. El comando shutdown deja al puerto en un estado de desconexión administrativo. Además el puerto debe ser de acceso evitando que alguien intente negociar un troncal con el switch. Otra opción es asociar los puertos no utilizados a una VLAN aislada. Asegurar las operaciones de STP: un usuario malicioso podría inyectar BPDU de STP para de esa manera estropear la topología de la organización. Siempre debería estar habilitada la característica BPDU Guard de tal forma que los puertos se desactivarían si se recibieran BPDU inesperadas. Asegurar el uso de CDP: por defecto los anuncios de CDP se envían a cada puerto del switch cada 60 segundos. Aunque CDP es una potente herramienta, también enviará información relativa al switch a los posibles atacantes. Sólo debería estar habilitado contra otros dispositivos Cisco confiables. El comando no cdp enable deshabilita el protocolo en las interfaces no deseadas. www.FreeLibros.com Capítulo 19 SEGURIDAD CON VLAN LISTAS DE ACCESO VLAN Para controlar el tráfico que pasa a través de un switch pueden utilizarse las ACL. Cuando las ACL normales son configuradas en un Catalyst podrán filtrar el tráfico mediante el uso de la TCAM (Temary Content Addressable Memory): cada ACL se aplica a una interfaz acorde a la dirección de entrada o salida del tráfico. Los paquetes serán filtrados por hardware de manera que no influye en el rendimiento del dispositivo, sólo los paquetes que se intercambian entre VLAN pueden ser filtrados de ésta con este mecanismo. Los paquetes dentro de la misma VLAN no pueden ser filtrados con este proceso multicapa. Las VACL (VLAN ACL) son filtros que pueden afectar el manejo de los paquetes dentro de una misma VLAN. Configuración de VACL Las VACL (VLAN Access Lists) se configuran a través de una VLAN access map que tiene un formato similar a un route-maps. Una VLAN access map consiste en una o más sentencias con un nombre en común. En principio se debe definir la VACL con el siguiente comando: Switch(config)# vían access-map map-name [sequence-number] Las sentencias son evaluadas acorde al número de secuencia, cada sentencia puede tener una o más condiciones de coincidencia seguidas de una www.FreeLibros.com 470 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA acción determinada. Posteriormente se definen las condiciones para esas coincidencias que identifican el tráfico para ser filtrado. Las coincidencias se llevan a cabo por las ACL (de cualquier tipo), que deben configurarse de manera independiente. La configuración de una de las condiciones de coincidencia puede ser alguna de las siguientes: Switch(config-access-map)# match ip address {acl-number \ acl-name} Switch(config-access-inap)# match ipx address {acl-number \ acl-name} Switch(config-access-map)# match mac address acl-name Los comandos pueden repetirse tantas veces como condiciones sean necesarias, la primera coincidencia encontrada desencadenará la acción a tomar. El siguiente comando define la acción a seguir por el access map: Switch(config-access-map)# action {drop | forward [capture] redirect type mod/num} | Una VACL puede descartar un paquete que ha coincidido, enviarlo o redireccionarlo hacia otra interfaz. La TCAM lleva a cabo la acción de coincidencia en la VACL. Por último, la VACL se debe aplicar a una VLAN con el siguiente comando: Switch(config)# vían filter map-name vlan-list vlan-list Las VACL se aplican globalmente a una o más VLAN listadas y no a una interfaz VLAN (SVI). Tomando en cuenta que la VACL funciona dentro de la VLAN, no es necesario aplicar dirección de entrada o salida del tráfico porque es para el propio tráfico dentro de la VLAN. Por ejemplo, cuando se quiere filtrar tráfico en la VLAN 99 de tal manera que el host 192.168.99.7 no tenga permiso para contactar con otro host en su red local. La ACL denominada CCNP es creada para identificar el tráfico entre este host y cualquier otro host dentro de su subred. Cuando la VLAN access map esté definida de forma que la ACL local permita el tráfico IP, el paquete es descartado. Todo otro tráfico es enviado. Switch(config)# ip access-list extended CCNP Switch(config-acl)# permit ip host 192.168.99.17 192.168.99.0 0.0.0.255 Switch(config-acl)# exit Switch(config)# vían access-map block 10 Switch(config-access-map)# match ip address local Switch(config-access-map)# action drop Switch(config-access-map)# vían access-map block 20 Switch(config-access-map)# action forward Switch(config-access-map)# exit Switch(config)# vían filter block vlan-list 99 www.FreeLibros.com CAPÍTULO 19. SEGURIDAD CON VLAN ©RA'MA 471 VLAN PRIVADAS Generalmente el tráfico se permite sin ningún tipo de restricción dentro de la misma VLAN. Los paquetes son enviados desde un host hacia otro y normalmente son recibidos por el host de destino, gracias a la naturaleza de capa 2 que tienen los switches. Pero si un host envía un paquete de broadcast, todos los demás host dentro de la misma VLAN lo recibirán. Una VACL puede filtrar los paquetes entre un origen y los destinos en la misma VLAN si ambos están conectados al mismo switch. Es muy útil poder segmentar tráfico en una VLAN sin tener que utilizar múltiples VLAN y un router. Las PVLAN (Prívate VLAN) solucionan este problema. Sintéticamente se puede decir que una VLAN normal puede estar lógicamente asociada con una VLAN secundaria, los host asociados con la VLAN secundaria podrán comunicarse con la VLAN primaria (por ejemplo, con un router) pero no con otros de la VLAN secundaria. Una VLAN secundaria se configura como uno de los siguientes tipos: • Isolated (aislada): cualquier puerto asociado con una VLAN aislada podrá alcanzar la VLAN primaria, pero no podrá alcanzar otro puerto en la VLAN secundaria. En suma, los host asociados con la misma están aislados entre sí pero no de la VLAN primaria. - • Community: cualquier puerto asociado con una VLAN community puede comunicarse con otros y además con la VLAN primaria, pero no podrá comunicarse con cualquier otra VLAN secundaria. Esto proporciona una segmentación básica para granjas de servidores y grupos de trabajo dentro de una organización, ofreciendo un aislamiento entre organizaciones. Todas la VLAN secundarias deben estar asociadas con una VLAN primaria para llevar a cabo una relación unidireccional. Las PVLAN están configuradas utilizando como base VLAN normales, pero VTP no envía información sobre las PVLAN por lo que éstas son sólo significativamente locales al switches. Cada una de las PVLAN tiene que configurarse localmente en cada uno de los switches que están interconectados. Cada puerto del switch que utiliza una PVLAN debe configurarse con una asociación de VLAN; también el puerto debe definirse en alguno de los siguientes modos: www.FreeLibros.com 472 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Promiscuo: el puerto del switch se conecta a un router, firewall o algún dispositivo que hace las veces de gateway. El puerto puede comunicarse con cualquier dispositivo conectado ya sea VLAN primarias o secundarias. Las reglas de las PVLAN son ignoradas. • Host: el puerto del switch está conectado a un host normal que reside en una VLAN aislada o community. El puerto sólo se comunica con puertos promiscuos o con puertos de la misma VLAN community. La siguiente figura muestra la operación básica de la PVLAN, en la imagen se muestran algunos PC conectados a una VLAN community secundaria, las dos VLAN community están asociadas con una VLAN primaria donde se conecta el router. El router se conecta a un puerto promiscuo en la VLAN primaria y un host se conecta a una VLAN secundaria aislada de tal manera que sólo podrá comunicarse con los routers en el puerto promiscuo. VLAN Primaria VLAN 10 1A v l a n T o 'T/2 2/1 VLAN SOl/T VLA[ ^20j/T /LAN 20 1/5 i Configuración de PVLAN El primer paso en la configuración de la PVLAN es definir alguna VLAN secundaria, para ello se utiliza el siguiente comando: Switch(config)# vían vlan-id Switch(config-vlan)# private-vlan {isolated | community} La VLAN secundaria puede ser isolated o community, lo siguiente es definir la VLAN primaria: Switch(config)# vían vlan-id Switch(config-vlan)# private-vlan primary Switch(config-vlan)# private-vlan association {secóndary-vlan-list \ add secondary-vlan-list | remove secondary-vlan-list} La VLAN primaria debe estar correctamente asociada con todas la VLAN secundarias utilizando el parámetro association. Si la VLAN primaria ya ha sido www.FreeLibros.com CAPÍTULO 19. SEGURIDAD CON VLAN ©RA-MA 473 configurada, se podrá añadir sólo el parámetro remove para la asociaciones individuales. Estos comandos de configuración de VLAN sólo proporcionan los mecanismos para brindar conectividad unidireccional desde la VLAN secundaria a la primaria. También se debe asociar cada puerto del switch individual con sus VLAN privadas respectivas. Asociación de puertos con PVLAN Una vez definida la función del puerto que participará en la PVLAN puede configurarse con el siguiente comando: S w i t c h ( config-if)# switchport mode private-vlan {host | promiscuous} Si el host conectado a este puerto es un router o firewall o un gateway para la VLAN, se utiliza el parámetro promiscuous para que el host sea alcanzable por otros puertos asociados con la VLAN primaria. Para los puertos en modo isolated o community se utiliza el parámetro host. Para un puerto no promiscuo se debe asociar el puerto del switch con la VLAN primaria o secundaria apropiada. Hasta ahora sólo se han configurado las PVLAN, el puerto del switch tiene que saber cómo interactuar con los diferentes tipos de VLAN a través de los siguientes comandos: Switch(config-if)# switchport private-vlan host-association primaryvlan-id secondary-vlan-id Cuando un puerto del switch se asocia a una PVLA no hay que configurarlo como un puerto de acceso a una VLAN estática. El puerto toma posesión de la VLAN primaria y secundaria de manera simultánea, pero esto no significa que participará en múltiples VLAN sino que tomará un comportamiento unidireccional entre la VLAN secundaria y la VLAN primaria. Un puerto promiscuo se debe asociar a la VLAN primaria y a la VLAN secundaria. Estos puertos pueden comunicarse con cualquier otro dispositivo en una PVLAN. Los puertos en modo promiscuo exhiben un comportamiento bidireccional mientras que los puertos en VLAN secundarias exhiben un comportamiento en modo unidireccional. Este es un comportamiento lógico. El siguiente comando asocia puertos en modo promiscuo a VLAN primarias y secundarias: Switch(config-if)# switchport private-vlan mapping primary-vlan-id secondary-vlan-list | {add secondary-vlan-list} | {remove secondaryvlan-list} www.FreeLibros.com 474 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Como ejemplo, en la figura anterior, el switch está configurado con la sintaxis que sigue. Los PC en los puertos Fast 1/1 y 1/2 están en una comunidad VLAN 10 y los puertos Fast 1/4 y 1/5 están en la comunidad VLAN 20 y el host en Fast 1/3 está aislado en la VLAN 30. El router está en el modo promiscuo en la VLAN primaria. Cada VLAN tiene asignado un rol y la primaria está asociada con la secundaria. Cada puerto está asociado a una VLAN determinada. Switch(config)# vían 10 Switch(config-vlan)# private-vlan community Switch(config)# vían 20 Switch(config-vlan)# private-vlan community Switch(config)# vían 30 Switch(config-vlan)# private-vlan isolated Switch(config)# vían 100 Switch(config-vlan)# private-vlan primary Switch(config-vlan)# private-vlan association 10,20,30 Switch(config-vlan)# exit Switch(config)# interface range fastethernet 1/1 - 1/2 Switchconfig# switchport private-vlan host Switch(config-if)# switchport private-vlan host-association 100 10 Switch(config)# interface range fastethernet 1/4 - 1/5 Switchconfig# switchport private-vlan host Switch(config-if)# switchport private-vlan host-association 100 20 Switch(config)# interface fastethernet 1/3 Switchconfig# switchport private-vlan host Switch(config-if)# switchport private-vlan host-association 100 30 Switch(config)# interface fastethernet 2/1 Switch(config-if)# switchport mode private-vlan promiscuous Switch(config-if)# switchport private-vlan mapping 100 10,20,30 Asociación de VLAN secundarias y primarias SVI En las SVI (Switched Virtual Interfaces) o interfaces de VLAN configuradas como interfaces de capa 3 se deben configurar algunas asociaciones adicionales para las PVLAN. Considerando la SVI para una PVLAN 100 que tiene una dirección IP y participa en el tráfico de enrutamiento, las VLAN secundarias 40, que están aisladas y la 50, que es comunitaria, están asociadas en capa 2 con la PVLAN según muestra la sintaxis siguiente: Switch(config)# vían 40 Switch(config-vlan)# private-vlan isolated vían 50 Switch(config-vlan)# private-vlan community vían 200 Switch(config-vlan)# private-vlan primary Switch(config-vlan)# private-vlan association 40,50 Switch(config-vlan)# exit Switch(config)# interface vían 200 Switch(config-if)# ip address 192.168.199.1 255.255.255.0 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 19. SEGURIDAD CON VLAN 475 La VLAN primaria 200 puede enviar tráfico de capa 3 pero las asociaciones de VLAN secundarias sólo funcionarán a nivel de capa 2. Para permitir tráfico de capa 2 a capa 3 desde las VLAN secundarias se debe añadir una asociación de PVLAN hacia la interfaz SVI utilizando el siguiente comando: S w i t c h (config-if)# private-vlan mapping {secondary-vlan-list \ add secondary-vlan-list | remove secondary-vlan-list} La función de la VLAN SVI primaria es extender las VLAN secundarias en lugar de utilizar o extender SVI para cada una de ellas. Si varias asociaciones ya se han establecido y han sido configuradas para la VLAN SVI primaria, se pueden utilizar los parámetros add o remove para añadir asociaciones secundarias. El ejemplo muestra una asociación de la PVLAN: Switch(config)# interface vían 200 Switch(config-iff)# private-vlan mapping 40,50 SEGURIDAD EN LOS ENLACES TRONCALES Switch Spoofing Como se ha visto en capítulos anteriores, dos switches pueden estar conectados a través de enlaces troncales para llevar tráfico de múltiples VLAN. El troncal no tiene por qué estar siempre presente, los switches dinámicamente lo pueden negociar mediante el intercambio de mensajes DTP (Dynamic Trunking Protocol). Si bien DTP puede facilitar la administración del switch, se expone a que los puertos del switch queden comprometidos. Si un puerto mantiene su configuración por defecto donde el trunk está en auto, podría ser indagado por un puerto de otro switch también en auto u on enlazando entonces un troncal. Cuando un PC de usuario está conectado en ese puerto nunca se utilizaría DTP, de tal forma que el puerto funcionaría en modo acceso de una VLAN determinada. Un usuario malicioso podría explotar el uso de DTP e intentar negociar un troncal, lo que haría aparecer el PC como un switch. Una vez que el troncal se negocia el atacante tendrá el acceso a las VLAN permitidas por ese troncal. El atacante puede recibir cualquier tipo de tráfico enviado por cualquiera de las VLAN del troncal y enviar tráfico por cualquiera de ellas. www.FreeLibros.com 476 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA La siguiente sintaxis muestra la configuración del puerto del switch por defecto, dynamic auto, de tal manera que está esperando la negociación de algún dispositivo DTP conectado. Switch# show interfaces fastethernet 1/0/46 switchport Ñame: Fal/0/46 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: trunk Administrative Trunking Encapsulation: negotiate Negotiation of Trunking: On Access Mode VLAN: 1 (default) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Administrative Native VLAN tagging: enabled Voice VLAN: none Administrative private-vlan host-association: none Administrative private-vlan mapping: none Administrative private-vlan trunk native VLAN: none Administrative private-vlan trunk Native VLAN tagging: enabled Administrative private-vlan trunk encapsulation: dotlq Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none Administrative private-vlan trunk private VLANs: none Operational private-vlan: none Trunking VLANs Enabled: ALL Pruning VLANs Enabled: 2-1001 Capture Mode Disabled Capture VLANs Allowed: ALL Protected: false Unknown unicast blocked: disabled Unknown multicast blocked: disabled Appliance trust: none La solución a esta situación consiste en configurar todos los puertos del switch de la manera que se espera que funcione y dejar los no utilizados apagados o shutdown. Por ejemplo, en lugar de dejar los puertos en modo auto para el caso de que sean puertos de usuario, configurarlos manualmente en modo de acceso evitando tráfico malicioso: Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)# switchport access vían vlan-id Switch(config-if)# switchport mode access VLAN Hopping Cuando se está asegurando un troncal se debe tener en cuenta el mecanismo de ataque llamado VLAN hopping. Consiste en que un atacante posicionado en una VLAN de acceso puede enviar tramas con etiquetas 802.1Q falsas, sin la necesidad de un router, de tal manera que los paquetes parecerán de una VLAN completamente diferente. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 19. SEGURIDAD CON VLAN ©RA-MA 477 Para que este mecanismo pueda aplicarse se deben cumplir las siguientes condiciones: • El atacante debe estar conectado a un puerto de acceso del switch. • El switch tiene que estar configurado con un troncal 802.1Q. • El troncal debe tener la VLAN de acceso del atacante configurada como VLAN nativa. La siguiente figura muestra cómo trabaja VLAN Hopping: el atacante en la VLAN 10 envía tramas doblemente etiquetadas como si se utilizara 802.1Q, naturalmente el atacante no está en un enlace troncal. El intento consiste en engañar al switch como si el enlace fuera un troncal a través de las etiquetas falsas 802.1Q y de la VLAN a donde se quiere llegar. ' VLAN A ;H oppin gV Switch Local Switch Remoto Cuando el switch local recibe tramas doblemente etiquetadas decide enviarlas a través de las interfaces troncales. Como la primera etiqueta tiene el mismo VLAN ID de la nativa del atacante, se elimina de la trama y se envía al troncal. El switch entiende que la VLAN nativa debe permanecer no etiquetada. Cuando el switch remoto recibe la trama examina la etiqueta 802.1Q antes de quitarla descubriendo la etiqueta falsa de la VLAN 20. El switch envía la trama normalmente hacia la VLAN 20. Ahora el atacante puede enviar sin problemas tramas de la VLAN 10 ocultas hacia la VLAN 20. Todo el proceso mediante conmutación de capa 2. www.FreeLibros.com 478 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A La clave para este tipo de ataque se basa en el uso de VLAN nativas no etiquetadas. Para solucionar este tipo de ataques se pueden seguir los siguientes pasos: • Configurar la VLAN nativa como una VLAN falsa o una que no esté en uso. • Recortar la VLAN nativa de los enlaces del troncal. Si el troncal sólo debe llevar las VLAN 10 y 20, se debería configurar la VLAN nativa con un valor de una VLAN que no se esté utilizando, por lo tanto, la VLAN nativa podría recortarse del troncal configurándolo en el propio enlace según muestra la siguiente sintaxis: Switch(config)# vían 500 Switch(config-vlan)# ñame CCNP_nativa Switch(config-vlan)# exit Switch(config)# interface gigabitethernet 1/1 Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dotlq Switch(config-if)# switchport trunk native vían 800 Switch(config-if)# switchport trunk allowed vían remove 800 Switch(config-if)# switchport mode trunk Otra alternativa es forzar a los troncales 802.1Q para añadir etiquetas a la VLAN nativa, de esta manera el ataque VLAN Hopping no funcionará porque el switch no eliminará la primera etiqueta de la VLAN nativa etiquetada. Para forzar al switch a etiquetar la VLAN nativa se utiliza el siguiente comando: Switch(config)# vían dotlq tag native www.FreeLibros.com Capítulo 20 REDES INALÁMBRICAS INTRODUCCIÓN A LAS WIRELESS LAN Una red Ethemet tradicional está definida en los estándares IEEE 802.3. Cada conexión Ethemet tiene que operar bajo unas condiciones controladas, especialmente en lo que se refiere al enlace físico. Tanto el estado, la velocidad y el modo de Dúplex deben operar tal como lo describe el estándar. Las redes inalámbricas están constituidas de una manera similar, pero definidas en el estándar IEEE 802.11. Los dispositivos Ethemet cableados tienen que recibir y transmitir tramas Ethemet acordes al protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Múltiple Access/Collision Detect) en un segmento de red compartido donde los host se comunican de modo Half Dúplex: cada host puede hablar libremente y posteriormente escuchar si hay colisiones con otros dispositivos que también están intentando hablar. El proceso completo de detectar colisiones en conexiones cableadas de una longitud máxima funciona también cuando la trama viaja desde un origen a un destino antes de llegar al extremo final. Los enlaces Ethemet Full Dúplex o conmutados no sufren colisiones ni compiten por el uso del ancho de banda, aunque siguen las mismas normas que Half Dúplex. Aunque las redes inalámbricas se basan en el mismo mecanismo, el medio wireless es más difícil de controlar. Cuando un PC comparte un segmento de red, lo hace con un número conocido de host; cuando el mismo PC utiliza una red wireless utiliza la atmósfera como medio en la capa de acceso, al igual que otros usuarios que son libres de utilizarla. www.FreeLibros.com 480 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Un WLAN (Wireless LAN) utiliza un medio compartido donde un número indeterminado de host puede competir por el medio en cualquier momento. Las colisiones son un hecho constante en una WLAN porque está en modo Half Dúplex y siempre dentro de la misma frecuencia. Sólo una estación puede transmitir en un determinado momento de tiempo. Para lograr el modo Full Dúplex todas las estaciones que transmiten y las que reciben deberían hacerlo en frecuencias diferentes. Operación no permitida en IEEE 802.11. Colisiones WLAN Cuando dos o más estaciones wireless transmiten al mismo tiempo las señales se mezclan, las estaciones receptoras verán el resultado como errores, ruidos o datos incorrectos. Como mecanismo de comprobación cuando una estación trasmite una trama la estación receptora debe responder con un ACK para dar aviso de la correcta recepción de la trama. Las tramas ACK sirven como un medio rudimentario para la detección de colisiones, pero no logra prevenirlas. El estándar IEEE 802.11 utiliza un método preventivo llamado CSMA/CA (Carrier Sense Múltiple Access Collision Avoidance). Mientras que las redes cableadas detectan las colisiones, las redes inalámbricas intentan evitarlas. Todas las estaciones deben escuchar antes de poder transmitir una trama. Cuando una estación necesita enviar una trama pueden cumplirse estas dos condiciones: • Ningún otro dispositivo está transmitiendo. La estación puede transmitir su trama de inmediato. La estación receptora debe enviar una trama ACK para confirmar que la trama original llegó bien y libre de colisiones. • Otro dispositivo está en ese momento transmitiendo una trama. La estación tiene que esperar hasta que la trama en progreso se haya completado. La estación espera un período aleatorio de tiempo para transmitir su propia trama. Además de este proceso las estaciones deben esperar un tiempo aleatorio antes de transmitir llamado DCF Interframe Space (DIFS); si hay más de una estación esperando para transmitir no generarán colisiones. Las estaciones chequean las cabeceras con la información del tiempo y esperan antes de transmitir sus tramas. Como todas las estaciones interpretan el mismo tiempo contenido en la www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 481 trama transmitida, cada una de ellas decidirá si transmite o no su propia trama. Al tiempo específico contenido en la trama emisora se le suma otro período aleatorio antes de transmitir su propia trama. Todo este proceso es llamado DCF (Distributed Coordination Function) y aunque el tiempo es aleatorio siempre existe la posibilidad de que dos o más estaciones elijan el mismo valor para ese período. No existe ningún otro mecanismo que evite transmisiones simultáneas que generen una colisión. A partir de una colisión las estaciones no recibirán los ACK y tendrán que enviar sus tramas nuevamente. Las tramas están constantemente en el aire y cualquiera puede recibirlas. CONSTRUCCIÓN DE BLOQUES WLAN Una red wireless básica no comprende ningún tipo de organización; un PC con capacidad wireless puede conectarse en cualquier parte y en cualquier momento. Naturalmente debe existir algo más que permita enviar o recibir sobre el medio inalámbrico antes de que el PC pueda comunicarse. En la terminología 802.11 un grupo de dispositivos wireless se llama SSID (Service Set Identifier), que es una cadena de texto incluida en cada trama que se envía. Si hay coincidencia entre receptor y emisor se produce el intercambio. El PC se convierte en cliente de la red wireless y para esto debe poseer un adaptador inalámbrico y un software que interactúen con los protocolos wireless. El estándar 802.11 permite que dos clientes wireless se comuniquen entre sí sin necesidad de otros medios de red, conocido como red ad-hoc o Independent Basic Service Set (IBSS). Como muestra la siguiente figura: www.FreeLibros.com 482 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A No existe control incorporado sobre la cantidad de dispositivos que pueden transmitir y recibir tramas sobre un medio wireless. También dependerá de la posibilidad de que agentes externos permitan transmitir a otras estaciones sin dificultad, lo que hace que proporcionar un medio adecuado wireless sea difícil. BSS (Basic Service Set) centraliza el acceso y controla sobre el grupo de dispositivos inalámbricos utilizando un AP (Access Point) como un concentrador del Service Set. Cualquier cliente wireless intentando usar la red tiene que completar una condición de membresía con el AP. El AP o punto de acceso lleva a cabo ciertas consideraciones antes de permitir transmitir a la estación: • EL SSID debe concordar. • Una tasa de transferencia de datos compatible. • Las mismas credenciales de autenticación. La membresía con el AP se llama asociación, el cliente debe enviar un mensaje de petición de asociación. El AP permite o deniega la asociación enviando un mensaje de respuesta de asociación. Una vez asociadas todas las comunicaciones desde y hacia el cliente pasarán por el AP. Los clientes ahora no pueden comunicarse directamente con otros sin la intervención del AP. Un AP es un concentrador pero no es pasivo como un hub Ethemet, gestiona y administra la red wireless anunciando su propia presencia para que los clientes puedan asociarse y controla el proceso de la comunicación. Es además responsable de enviar los ACK a las estaciones que están enviando. www.FreeLibros.com CAPITULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 483 Un AP puede funcionar como un uplink hacia una red Ethemet porque dispone de capacidad inalámbrica y de cableado. Los AP situados en sitios diferentes pueden estar conectados entre ellos con una infraestructura de switching. Esta topología recibe el nombre en el estándar 802.11 ESS (Extended Service Set). En ESS un cliente puede asociarse con un AP, pero si el cliente se mueve a una localización diferente puede intercambiarse con otro AP más cercano. Funcionamiento de un AP La función primaria del AP es puentear datos wireless del aire hasta la red tradicional cableada. Un AP puede aceptar conexiones de un número de clientes wireless de tal manera que éstos se convierten en miembros de la LAN como si fueran conexiones cableadas. Un AP también puede actuar como un bridge formando un enlace inalámbrico desde una LAN hacia otra en largas distancias. Los enlaces entre los AP son utilizados normalmente para conectividad entre edificios. Cisco ha desarrollado una plataforma AP que puede puentear redes desde un AP hacia otro AP en grandes distancias externas. www.FreeLibros.com 484 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA E n la c e tro n ca l V LA N 200 VLA N 400 SSID "Desarrollo" I Los AP actúan como un punto central controlando el acceso de los clientes a la red LAN. Cualquier intento de acceso a la WLAN debe establecer inicialmente conexión con el AP, quien permitirá un acceso abierto o restringido según las credenciales de autenticación. Los clientes deben efectuar un saludo de dos vías antes de asociarse. El AP puede solicitar más condiciones antes de la asociación, antes de permitir el acceso al cliente, como credenciales específicas o volumen de datos. El AP puede compararse con un mecanismo de traducción donde las tramas de un medio son enviadas a otro en capa 2; también asocia el SSID a una o múltiples VLAN, como se muestra en la figura anterior. Celdas WLAN Un AP puede proporcionar conectividad WLAN solamente a los clientes dentro de su cobertura, la señal está definida por la emisión que pueda tener la antena. En un espacio abierto podría describirse como una forma circular alrededor www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 485 de la antena omnidireccional. El patrón de ondas emitidas tiene tres dimensiones, afectando también a los pisos superiores e inferiores de un edificio. La ubicación de los AP tiene que estar cuidadosamente planificada para proporcionar cobertura en toda el área necesaria. El hecho de que los clientes sean móviles hace que la cobertura de los AP sea diferente a lo que se espera debido a los objetos que puedan interponerse entre ellos y las antenas. El área de cobertura del AP se denomina celda. Los clientes dentro de una celda pueden asociarse con el AP y utilizar libremente la WLAN. Celda C lie n te fuera del rango La celda está limitando la capacidad de operación de los clientes a su radio de cobertura. Para expandir el área total de la cobertura WLAN pueden sumarse más celdas en zonas cercanas simplemente distribuyendo los AP en dichas zonas. La idea es que la suma de las celdas pueda cubrir cada una de las áreas donde un cliente esté localizado. www.FreeLibros.com 486 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Los clientes pueden moverse desde una celda AP a otra y sus asociaciones se van pasando de un AP a otro, mecanismo llamado roaming. Los datos que se están confiando en un AP una vez que el cliente se mueve de celda deben ser confiados por el nuevo AP. Esto minimiza la posibilidad de pérdidas de datos durante el proceso de roaming. Un buen diseño de una red WLAN intenta aprovechar al máximo la cobertura de un AP minimizando la cantidad de puntos de acceso necesarios para cubrir una zona determinada reduciendo a su vez el coste de la instalación. También es importante recordar que el medio es Half Dúplex y que a mayor cantidad de usuarios menor ancho de banda disponible. Para entornos seguros el tamaño de la celda se reduce en microceldas o picoceldas bajando la potencia del AP. RADIOFRECUENCIA EN WLAN Las comunicaciones por R F (Radiofrecuencia) comienzan con una oscilación transmitida desde un dispositivo que será recibida en uno o varios dispositivos. Esta oscilación de la señal se basa en una constante llamada frecuencia. El transmisor y el receptor deben estar en la misma frecuencia para transmitir la misma señal. La estación trasmisora tiene un dispositivo transmisor unido a* una antena, y al igual que el receptor, que recibe la señal a través de su antena. Un rango de frecuencias se llama banda, como el utilizado en estaciones de radio de AM (Amplitud Modulada) o FM (Frecuencia Modulada). Muchas comunicaciones de WLAN ocurren dentro de la banda de 2,4 GHz comprendido en un rango de 2,412 a 2,484 GHz; mientras que otras utilizan una banda de 5 GHz en un rango de 5,150 a 5,825 GHz. La señal emitida por una estación wireless se llama portadora (carrier) es una señal constante a una determinada frecuencia. Una estación de radio que sólo transmite la portadora no está emitiendo datos de ningún tipo. Para agregar información, el transmisor debe modular la portadora para insertar la información que desea transmitir. Las estaciones receptoras deben revertir el proceso demodulando la portadora para recuperar la información original. Los métodos de modulación pueden ser diferentes según hagan variar la frecuencia o la amplitud de la señal portadora. Las WLAN utilizan unas técnicas de modulación más complejas porque sus volúmenes de datos son mayores que los de audio. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA'M A 487 El principio de la modulación WLAN es empaquetar tantos datos como sean posibles dentro de una señal y de esa manera minimizar las posibles pérdidas por interferencias o ruidos. Cuando los datos se pierden deben ser retransmitidos utilizando más recursos. Aunque el receptor espera encontrar la portadora en una frecuencia fija, la modulación hace que la portadora varíe cada cierto tiempo. Esta variación de la frecuencia de la portadora se llama canal, a la que se hace referencia con un tipo de numeración. Los canales WLAN están definidos en el estándar 802.11. Las características de una señal de RF pueden variar según el medio que atraviesa, por interferencias electromagnéticas, ruidos, señales de otras RF, etc. Algunas de estas causas son las siguientes: • Reflexión: la RF viaja a través del aire como una onda, si se encontrase con un material reflectivo la señal puede ser reflejada o rebotada. • Refracción: cuando la señal RF atraviesa cuerpos de diferentes densidades puede ser refractada, reduciendo la calidad y la velocidad de la onda. www.FreeLibros.com 488 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Absorción: cuando una señal de RF atraviesa un material que pueda absorber su energía la señal será atenuada; cuanto más denso sea el material más atenuación sufrirá la señal. • Dispersión: cuando la señal RF se topa con un medio muy denso o irregular puede dispersarse en diferentes direcciones. .Mmmm • Difracción: cuando la señal de RF se topa con un objeto que puede interrumpir o absorber intensidad podría crear una zona muerta en la cobertura. • Zonas de Fresnel: uno de los factores que influyen en una señal de radio es la distancia que debe sortear hasta el destino. Técnicamente la zona Fresnel es el volumen de espacio entre emisor y receptor de RF, de manera que el desfase entre las ondas en dicho volumen no supere los 180°. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 489 ni Algunos de los factores que se deben tener en cuenta en las zonas Fresnel pueden ser: • Utilización de antenas correctas. • Ausencia de condiciones climatológicas adversas. • Visión directa. • Altura correcta de las antenas. Medición de la señal de radio frecuencia Una señal de RF puede ser medida en función de su potencia o energía en unidades de Watts (W) o miliwatt, que es una milésima parte de un Watt. Por ejemplo, un teléfono móvil puede tener una potencia aproximada de 200 mW y un punto de acceso WLAN entre 1 y 100 mW. Los valores de potencia pueden variar en un amplio rango, las comparaciones y los cálculos son complicados. Los decibelios (dB) se utilizan para manejar volúmenes de potencia a partir de una referencia conocida. Son logaritmos representados en un amplio rango de valores en una escala lineal. Para el cálculo del volumen de potencia en dB sé utiliza la siguiente fórmula: dB = 10 log 10 P.señal ^referencia J www.FreeLibros.com 490 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Donde la señal de referencia puede ser comparada en 1 mW o en 1 W. Para cualquiera de los casos la abreviatura de los decibelios puede ser: • dBm, referenciada con 1 Mw • dBw, referenciada con 1 W La potencia utilizada en las WLAN ronda los 100 mW o menos, por lo tanto se utiliza la abreviatura dBm. Pérdida de señal Cuando una señal de RF deja el transmisor incluso antes de que alcance la antena, está sujeta a influencias externas que pueden reducir su intensidad. Esta pérdida de señal puede proceder de cualquiera de estos factores: • Pérdida provocada por el cable desde el transmisor a la antena. • Pérdida de espacio libre a medida que la señal viaja por el aire. • Obstáculos externos. • Interferencias y ruidos externos. • Pérdida provocada por el cable desde la antena al receptor. Estas pérdidas son acumulativas trabajando juntas y degradando la señal. La pérdida de extremo a extremo se llama “pérdida de camino”. Las interferencias externas debido a la existencia de otras instalaciones inalámbricas y la distancia entre transmisor y receptor pueden ser un problema. La potencia de una transmisión RF es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia hasta el origen, lo que significa que el nivel de la señal cae rápidamente cuanto más lejos esté el receptor. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS © r A-MA 491 El siguiente cuadro describe la pérdida de señal según la distancia:, Distancia Potencia dBm 1m 100 m W + 20 dBm 5m 4.0 m W + 6 dBm 10 m 1.0 m W 0 dBm 25 m 0.16 m W - 8 dB m 50 m 0.04 m W - 1 4 dBm 100 m 0.01 m W - 2 0 dB m Ganancia de la señal Una señal de RF también puede estar influida por factores que incrementen notablemente su potencia. La ganancia total de señal puede ser producida por la ganancia de la antena del transmisor y la ganancia de la antena del receptor. Una antena no puede agregar potencia a la señal por sí misma, pero puede focalizar la energía RF dentro de un patrón más estrecho. La ganancia de la antena también es un mecanismo para calcular la potencia de la señal de RF. Una antena isotrópica es aquella que es capaz de propagar la señal en todas las direcciones equitativamente. La imposibilidad de focalizar la energía RF hace que sea un estándar para la comparación de ganancia. La unidad de ganancia de las antenas se da normalmente en dBi. El cálculo de los dBi se efectúa con la misma fórmula que los dB tomando en cuánta que la referencia viene de una antena isotrópica. La potencia real de la señal transmitida dependerá del tipo de antena y de la longitud del cable desde el transmisor/receptor hacia la antena. Un cálculo más realista de la potencia se puede efectuar con el llamado EIRP (Effective Isotropic Radiated Power). Para calcular la EIRP se debe añadir la potencia del transmisor (en dBm) a la ganancia de la antena del transmisor (dBi) menos la pérdida provocada por el cable (db). www.FreeLibros.com 492 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Finalmente, la ganancia total del sistema será la suma de lasganancias y la resta de las pérdidas.Si el resultado total es igual al resultado total de laspérdidas, el receptor estará fuera del rango: Ganancia total = Potencia transmitida (dBm) + Ganancia de la antena transmisora (dBi) + Ganancia de la antena receptora (dBi) - Pérdida del cable transmisor (dB) - Pérdida del cable receptor (dB) - Sensibilidad del receptor (dB) ANTENAS WLAN Existe una gran variedad de tipos y modelos de antenas WLAN, las más conocidas son las siguientes: Antena omnidireccional: pueden adoptar forma de un cilindro alargado, son plegables dependiendo del montaje del punto de acceso. Otro tipo de antena omnidireccional es la tipo dipolo incorporada dentro de los propios AP. Estas antenas propagan la señal equitativamente en todas las direcciones en un plano pero no a lo largo de la longitud de la antena. Es adecuada para una habitación grande porque distribuye la señal de manera igualitaria. La ganancia de esta antena suele ser de 2 dBi. Antena semidirecional: cubren un área amplia alargada y son adecuadas para cubrir espacios alargados donde la antena se localiza en un extremo del área. También se utilizan para cubrir zonas exteriores desde el edificio hacia afuera. Tienen un patrón de emisión ovalado y su ganancia va desde 6 a 8 dBi; las antenas tipo Yagui tienen una ganancia de 10 a 20 dBi. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 493 Antena direccional: una señal de RF en largas d istan cias debe ser propagada en una línea imaginaria sin interrupciones. Las antenas direccionales y las altamente direccionales están construidas para esta función. Focalizan la señal en un patrón elíptico alargado y delgado. Se utiliza normalmente para enlaces entre edificios. Las antenas parabólicas utilizan un disco para focalizar la señal recibida dentro de una antena montada en el centro. Esta antena es la que mayor ganancia tiene de todas, 22 dBi. TRAMAS WLAN Cualquier dispositivo asociado a los estándares 802.11 tiene que utilizar cierto tipo de tramas para comunicarse dentro de las redes WLAN. Algunas tramas son utilizadas por clientes wireless mientras que otras son para uso del AP. Las tramas pueden clasificarse en: • • • Tramas de gestión: se utilizan para gestionar los mensajes de la WLAN y la asociación de los clientes. Este tipo de trama incluye: o Transmisiones anunciando el AP y sus parámetros wireless. o Asociación de clientes, reasociación y disociaciones. o Autenticación y desauntenticación de clientes. Tramas de control: utilizadas para controlar las asociaciones del cliente con el AP, incluyen: o Sonda de petición y respuesta, cuando un cliente solicita información acerca del AP. o Mensajes RTS y CTS cuando el AP tiene que intervenir para evaluar tramas de diferentes valores. Tramas de datos: se envían desde cualquier dispositivo wireless. Generalmente contienen los datos o la carga útil. Las tramas WLAN tienen una cabecera de 32 bytes y un FCS (Frame Check Sequence) de 4 bytes. Las direcciones de origen y destino contenidas en las tramas es una dirección MAC 48 bits, como en Ethemet 802.3. Las tramas de gestión incluyen un campo BSSID (Basic Service Set Identifier) de 48 bits. www.FreeLibros.com 494 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA ESTÁNDARES WLAN Todos los estándares WLAN están incluidos en las series IEEE 802.11. Definen la operación de capa 1 y de capa 2, que incluye las frecuencias, los canales wireless, el rendimiento, la seguridad, la movilidad, etc. Agencias reguladoras La frecuencia de las WLAN utiliza una banda que no tiene licencias lo que permite a cualquiera utilizarla sin ningún permiso. Pero existe una regulación que establece reglas sobre qué frecuencias están disponibles y qué potencias se pueden utilizar. Algunas de las agencias reguladoras pueden ser: • Federal Communications Commission (FCC, http://www.fcc.gov) • Electrical and Electronics Engineers (IEEE, http://www.ieee.org). • European Telecommunications Standard Institute (ETSI, http://www.etsi.org). Existen otras organizaciones que ofrecen ayuda e información para desarrolladores y usuarios como: • La alianza Wi-Fi (http://www.wi-fi.com). • La alianza Wireless Ethernet Compatibility (WECA). • La asociación WLANA (http://www.wlana.org). 802.11b El estándar 802.11b define el uso de WLAN en la banda de 2,4 GHz (de 2,4 a 2,5 GHz). La FCC permite a las WLAN utilizar solamente el rango específico de 2,4 a 2,4835 GHz. La banda de 2,4 GHz es conocida como ISM (Industrial, Scientific, and Medical). Consiste en 14 canales de 22 MHz de amplitud. Los dispositivos que operan en WLAN utilizan la modulación DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). El volumen de transmisión de datos puede variar según las condiciones y capacidades del cliente. 802.11b permite velocidades de transmisión de 1, 2, 5,5 y 11 Mbps. Un AP y un cliente pueden negociar la tasa de transferencia de datos que se intercambiarán una vez realizada la asociación. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 20. REDES INALÁMBRICAS ©RA-MA 495 802.11g El estándar 802.1 lg se construye a partir de los fundamentos del 802.11b, pero ofreciendo tasas de transferencia más altas a partir de técnicas de modulación mas complejas. Es compatible con su antecesor 802.11b, permitiendo la interoperabilidad entre dispositivos. Opera en la misma banda de la 802.11. La técnica de modulación utilizada por el estándar 802.1 lg se denomina OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing). Los dispositivos pueden soportar tasas de transferencias de hasta 54 Mbps. 802.11a El estándar 802.11a define el uso de WLAN en la banda de 5 GHz que puede dividirse en tres grupos: • Banda baja: para uso en interiores en la frecuencia de 5,15 a 5,25 GHz. • Banda media: para uso en interiores y exteriores en la frecuencia de 5,25 a 5,35 GHz. • Banda alta: para uso externo en la frecuencia de 5,725 a 5,825 GHz. El estándar 802.1 la permite que la tasa de transferencia sea escalable desde 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 y 54 Mbps, sin embargo típicamente el rendimiento máximo suele ser de 28 Mbps. Como ocurre con el resto de los estándares cuanto más cerca de los AP mayor velocidad de transferencia. Estándares adicionales 802.11 La IEE ha desarrollado estándares adicionales basados en el 802.11 de WLAN. Algunos de ellos son: • 802.11 e, cubre calidad de servicio para las WLAN. • 802.1 li, cubre fundamentos avanzados de seguridad. • 802.1 ln, aplica mejoras para un mayor rendimiento. www.FreeLibros.com i „ www.FreeLibros.com C apítulo 21 ARQUITECTURA WLAN SEGURIDAD WLAN Como concentrador central de BSS (Basic Service Set) un AP gestiona las WLAN de los clientes dentro de su rango. Todo el tráfico desde y hacia un cliente pasa a través del AP para alcanzar otros clientes en la BSS o clientes cableados localizados en cualquier otro sitio. Los clientes no se pueden comunicar directamente entre sí. El AP es el dispositivo donde se implementarán varias formas de seguridad, por ejemplo, el control de la membresía WLAN autenticando a los clientes: en caso de un fallo de autenticación no le será permitido el uso de la red wireless. También el AP y sus clientes pueden trabajar juntos para asegurar los datos que fluyen entre ellos. Cuando un cliente establece una conexión wireless’ primero tiene que buscar un AP que sea alcanzable y presentar su membresía. El cliente tiene que negociar su membresía y las medidas de seguridad en la siguiente secuencia: 1. Usar un SSID que concuerde con el AP. 2. Autenticarse con el AP. 3. Utilizar un método (opcional) de encriptación de paquetes (privacidad de datos). 4. Utilizar un método (opcional) de autenticación de paquetes (integridad de datos). 5. Construir una asociación con el AP. www.FreeLibros.com 498 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a Antecedentes sobre seguridad En las redes 802.11 los clientes pueden autenticarse con un AP utilizando alguno de los siguientes métodos: 1. Autenticación abierta, en este método no utiliza ningún tipo de autenticación, simplemente ofrece un acceso abierto al AP. 2. Pre-Phared Key (PSK), se define una clave secreta en el cliente y en el AP. Si la clave concuerda se le concede el acceso al cliente. El proceso de autenticación en estos dos métodos se termina cuando el AP admite el acceso. El AP posee suficiente información en sí mismo para de manera independiente determinar si el cliente puede o no tener acceso. La autenticación abierta y PSK son considerados métodos antiguos, no escalables y poco seguros. En el caso de la autenticación abierta sólo el SSID es solicitado y aunque hace que la configuración sea extremadamente fácil, no proporciona ningún tipo de medida de seguridad. La autenticación compartida (PSK) utiliza una clave conocida como WEP (Wireless Equivalence Protocol) que se guarda en el cliente y en al AP. Cuando un cliente intenta unirse a la WLAN el AP presenta un desafío al cliente quien exhibe su clave WEP para hacer un cómputo y enviar de vuelta la clave y el desafío al AP, si los valores son idénticos el cliente es finalmente autenticado. La clave WEP también sirve para autenticar cada paquete cuando se envía por la WLAN, sus contenidos son procesados por un mecanismo criptográfico. Cuando los paquetes son recibidos en el otro extremo el contenido se desencripta utilizando la misma clave WEP. Este método de autenticación es, obviamente, más seguro que la autenticación abierta pero aun así tiene su lado negativo: • No se escala bien porque el uso de una cadena de claves tiene que estar configurada en cada dispositivo. • No es del todo seguro. • Las claves permanecen hasta su reconfiguración manual. • Las claves pueden ser desencriptadas. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 21. ARQUITECTURA WLAN ©RA-MA 499 Métodos de seguridad basados en EAP EAP (Extensible Authentication Protocol) es el mecanismo básico de seguridad de muchas redes wireless. EAP está definido en la RFC 3748 y fue diseñado para manejar las autenticaciones de usuario vía PPP. Debido a que es extensible permite una variedad de métodos de entornos de seguridad. La RFC 4017 cubre las variantes de EAP que pueden ser utilizadas en WLAN tales como: • LEAP (Lightweight EAP), desarrollado por Cisco. Se utiliza un servidor RADIUS externo para manejar la autenticación de los clientes. • EAP-TLS, definido en la RFC 2716 y utiliza TLS (Transport Layer Security) para autenticar a los clientes de manera segura. Basado en SSL (Secure Socket Layer), utilizado para acceder a sesiones Web seguras. Cada AP tiene que tener un certificado generado por una autoridad certificadora. Cada vez que el cliente intenta autenticarse el servidor crea una clave nueva y será única para cada cliente. • PEAP (Protected EAP o EAP-PEAP), es similar al EAP-TLS. Requiere un certificado digital sólo en el servidor de autenticación de tal manera que el mismo puede autenticar a los clientes con Microsoft Challenge Handshake Authentication Protocol versión 2 (MSCHAPv2). Cada vez que el cliente intenta autenticarse el servidor crea una clave nueva y será única para cada cliente. • EAP-FAST (EAP Flexible Authentication via Secure Tunneling), es un método de seguridad wireless desarrollado por Cisco. Su nombre indica flexibilidad reduciendo la complejidad de la configuración. No se utilizan certificados digitales. Construye un túnel seguro entre el cliente y el servidor utilizando PAC (Protected Access Credential) como única credencial para construir el túnel. WPA El estándar IEEE 802.1 li se centra en resolver los problemas de seguridad en las WLAN, incluso abarca más allá que la autenticación del cliente utilizando claves WEP. WPA (Wi-Fi Protected Access) utiliza varios de los componentes del estándar 802.11 proporcionando las siguientes medidas de seguridad: • Autenticación de cliente utilizando 802.lx o llave precompartida. • Autenticación mutua entre cliente y servidor. www.FreeLibros.com 500 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a • Privacidad de los datos con T K IP (Temporal Key Integrity Protocol). • Integridad de los datos utilizando M IC (Message Integrity Check). TKIP acentúa la encriptación WEP en hardware dentro de los clientes wireless y el AP. El proceso de encriptación WEP permanece pero las llaves son generadas más frecuentemente que con los métodos EAP. TKIP genera nuevas llaves por cada paquete. Se crea una llave inicial cuando el cliente se autentica por algún método AEP, la llave se genera con una mezcla de la dirección MAC del transmisor con un número de secuencia. Cada vez que un paquete es enviado la llave WEP se actualiza incrementalmente. WPA puede utilizar llaves precompartidas para autenticación si no se utilizan servidores de autenticación externos. Para estos casos la llave precompartida se utiliza sólo para la autenticación mutua entre el cliente y el AP. La privacidad de datos y la encriptación no utilizan la llave precompartida. TKIP se encarga de la encriptación de la llave para la posterior encriptación WEP. El proceso M IC se utiliza para generar una huella digital por cada paquete que se envía en la WLAN comparándolo con los contenidos al recibir el paquete. De esta manera se consigue la integridad de los datos para que no puedan modificarse y poder compararlos con la huella enviada. Por cada paquete MIC se genera una llave con un cálculo complejo que solamente pude ser generado en una sola dirección. Para desencriptarlo es necesario conocer la dirección MAC del destino para efectuar los cálculos necesarios. WPA2 WPA (Wi-Fi Protected Access versión 2) está basado en el estándar 802.1 li final. Se extiende mucho más en las medidas de seguridad que WPA. Para la encriptación de los datos se utiliza AES (Advanced Encryption Standard) que es un método robusto y escalable adoptado para utilizarlo por muchas organizaciones gubernamentales. Soporta TKIP para la encriptación de los datos y compatibilidad con WPA. Con WPA o con autenticación EAP un cliente wireless tiene que autenticar al AP que visita, si el cliente se está moviendo de un AP a otro el continuo proceso de autenticación puede llegar a ser tedioso. WPA2 resuelve este problema utilizando PKC (Proactive Key Caching) donde un cliente se auténtica sólo una vez en el primer AP que se encuentra. Si el resto de los AP soportan WPA2 y están configurados como un grupo lógico, la autenticación se pasa automáticamente de un AP a otro. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 21. ARQUITECTURA WLAN ©RA-MA 501 COMPATIBILIDAD DE LOS CLIENTES WIRELESS Existe una gran variedad de dispositivos wireless: PC portátiles, teléfonos, PDA, adaptadores de red, etc. Cada uno de ellos puede a su vez pertenecer a un tipo diferente de fabricante. Estos son en general los llamados ASD (Application Specific Devices). Los AP Cisco poseen compatibilidad con muchos de estos dispositivos. Para ver las características de los dispositivos que se van a conectar Cisco ha desarrollado un programa llamado CCX (Cisco Compatible Extensions) cuyas versiones y aplicaciones se muestran en la siguiente tabla: Versión CCX Características CCXvl 802.11 básico, compatible con 802.IX LEAP y múltiples SSID. autenticación CCXv2 W PA 802X autenticación PEAP. Roaming M onitorizacion de interferencias. CCXv3 W PA2, incluyendo encriptación AES, autenticación 802. IX para EAP-FAST. W i-Fi Multimedia (WMM) para QoS. CCXv4 Cisco Network Adm ission Control (NAC) Cali admission control para voz IP (VoIP). Reportes de métrica para VoIP. Roaming mejorado 802.11. CCKM. ASOCIACIÓN Y ROAMING Cuando un cliente wireless se asocia con un AP todos los datos que van hacia y desde el cliente tienen que pasar por dicho AP. Luego de que la asociación entre cliente y AP se establece, la asociación se mantiene mientras el cliente se mantenga dentro del rango del AP. Cuando la potencia de la señal cae por debajo del umbral aceptable el cliente perderá la conexión. Otros AP pueden añadirse para que el cliente pueda moverse dentro de un área más amplia. Los AP añadidos deben ser distribuidos cuidadosamente para permitir moverse al cliente desde un AP hacia otro. El proceso de roaming es el que se produce cuando la asociación de un AP pasa al siguiente de tal maneta que la asociación wireless se mantiene durante el traslado del cliente. www.FreeLibros.com 502 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M a El proceso de roaming se lleva a cabo con AP adyacentes y configurados con canales que no se solapen asegurando que el cliente reciba señales de un AP sin interferir con las señales de otro AP. El cliente puede tomar dos aproximaciones para decidir efectuar el roaming: • El cliente puede activamente buscar otros AP adyacentes antes de que necesite utilizar el roaming. • El cliente puede buscar AP adyacentes después de que se dé cuenta de efectuar el roaming. El estándar 802.11 no se encarga de decidir sobre el proceso de roaming, es el cliente el que toma la decisión de asociación, de esta manera los algoritmos de roaming son específicos de cada fabricante. En el algoritmo del roaming se tienen en cuenta la intensidad y la calidad de la señal, un cálculo de las señales perdidas por colisiones e interferencias, etc. Estos factores son usualmente las condiciones lógicas que indican la calidad de la conexión. Una vez que un cliente decide moverse, sea cual fuere el motivo, debe buscar un potencial AP buscando en los otros canales activos. El cliente puede tomar dos aproximaciones al proceso de búsqueda: • Búsqueda pasiva: el cliente busca otros canales disponibles escuchando las señales 802.11. • Búsqueda activa: el cliente envía tramas del tipo probe request para indagar sobre los AP disponibles. Cuando un cliente busca pasivamente sólo espera recibir las señales RF correspondientes, como ocurre con dispositivos pasivos como pueden ser los teléfonos wireless. En una búsqueda activa el cliente lleva el control del proceso porque tiene que enviar tramas de gestión probe request hacia cualquier posible canal y esperar las tramas probe response de cualquier AP que esté escuchando y anunciando su existencia. Este mecanismo resulta más eficiente que el pasivo porque los AP son identificados según la demanda. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 21. ARQUITECTURA WLAN ©RA-MA 503 Cuando el cliente sale de la cobertura de un AP envía un mensaje de disociación por el canal correspondiente hacia dicho AP, quedando libre para asociarse con el siguiente AP encontrado por otro canal a partir de una respuesta de asociación del nuevo AP. El proceso de roaming en 802.11 ocurre a nivel de capa 2 tal como sucede en una red cableada en capa de acceso dentro de la misma VLAN. Durante el movimiento del cliente su dirección IP permanece invariable, esto hace que no se pierda tiempo en solicitar nuevas direcciones IP. Existe un tiempo muerto durante el proceso de disociación y asociación con el nuevo AP, pero la meta final del roaming es mantener ese tiempo muerto a un mínimo para que las aplicaciones susceptibles no se vean afectadas adversamente. Si el tamaño de la WLAN es muy grande lo recomendable es dividirla en diferentes subredes y VLAN. Para estos casos los clientes wireless tendrán que cruzar límites de capa 3 mientras se están moviendo; por lo tanto la dirección IP del cliente cambiará desde un AP a otro. Este proceso involucra mucho más que las simples peticiones y asociaciones de 802.11, suma un tiempo muerto adicional cuando el cliente está solicitando y recibiendo la nueva dirección IP. El roaming de capa 3 no es nativo a los estándares de 802.11. Más adelante se detallarán los mecanismos de funcionamiento para este tipo de roaming. DISTRIBUCIÓN DE CELDAS Y CANALES Al diseñar una WLAN existen dos metas básicas: dimensionar las celdas de los AP y seleccionar los canales para las celdas de los AP. El tamaño de las celdas determina la cantidad de AP que tienen que desplegarse para cubrir un área. Además del tema económico el tamaño de la celda puede afectar el correcto funcionamiento de los AP y de los clientes mientras se mueven entre ellos y se sitúan en diferentes localizaciones. Todas las asociaciones dentro de la misma celda deben compartir el mismo ancho de banda y competir por el acceso, si la celda es muy grande habrá muchos usuarios compitiendo por el acceso al medio. Cuanto más lejos se sitúe el cliente del AP menor será su taza de transferencia, es decir, menor rendimiento. La potencia de propagación del AP puede ajustarse para que no se solape con otras celdas que estén operando en el mismo canal. Cuando un AP falla el área cubierta por éste quedará en silencio. www.FreeLibros.com 504 REDES CISCO. CCNP a Fondo © RA-M a Para minimizar el solapamiento de canales e interferencias las celdas AP deberían estar designadas de tal manera que los AP adyacentes utilicen diferentes canales. Con 802.11b y 802.1 lg la limitación es de 1, 6 y 11 canales. Una combinación alternada de los canales puede cubrir una extensa zona, según muestra la siguiente figura: www.FreeLibros.com C apítulo 22 CESCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ARQUITECTURA WLAN TRADICIONAL Tradicionalmente la arquitectura WLAN se centra en los AP. Cada uno de los AP funciona como un concentrador de su propio BSS dentro de la celda donde los clientes se localizan para obtener la correspondiente asociación con el AP. El tráfico desde y hacia cada cliente debe pasar por el AP. Cada AP debe ser configurado individualmente aunque puede darse el caso de que varios utilicen las mismas políticas. Cada AP opera de manera independiente utilizando su propio canal de RF, la asociación con los clientes y la seguridad. En síntesis cada AP es autónomo. Por este último motivo la gestión de la seguridad en una red wireless puede ser difícil. Cada AP autónomo maneja sus propias políticas de seguridad, no existe un lugar común para monitorizar la seguridad, detección de intrusos, políticas de ancho de banda, etc. Gestionar las operaciones de RF de varios AP autónomos puede ser también bastante difícil. Cuestiones como las interferencias, la selección de canales, la potencia de salida, cobertura, solapamientos y zonas negras pueden ser partes conflictivas para la configuración de los AP autónomos. Cisco ofrece un modelo diferente unificado como solución a los AP autónomos. www.FreeLibros.com 506 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK Cisco ofrece un conjunto de funciones integrales a las redes WLAN y las lo ha llamado Cisco Unified Wireless Network Architecture. Esta nueva arquitectura ofrece las siguientes capacidades centralizadas de tal manera que los dispositivos de la red inalámbrica las reciben independientemente de donde se encuentren: • Seguridad • Desarrollo • Administración • Control Para centralizar estos aspectos de la WLAN muchas de las funciones de los AP tienen que ser movidas hacia una localización central. Los procesos de tiempo real involucran el envío de las tramas 802.11, las señales de los AP y los mensajes probe. La encriptación de los datos también se maneja por paquete y en tiempo real. El AP debe interactuar con los clientes wireless en la capa MAC, estas funciones son parte del hardware del AP acerca de los clientes. Las funciones de gestión no son integrales al manejo de tramas sobre señales RF, pero son cuestiones que se deben administrar centralizadamente. Así, estas funciones son instaladas en una plataforma central lejos del AP. En este sistema de Cisco unificado se puede elegir un AP determinado para llevar la operación 802.11 en tiempo real. Este AP se llama LAP (Lightweight Access Point) porque tiene menos trabajo que lo que hace un AP autónomo. Las funciones de gestión se llevan a cabo en el W LC (Wireless LAN Controller) que es común a varios AP. Las funciones del WLC son la autenticación de usuarios, políticas de seguridad, administración de canales, niveles de potencia de salida, etc. Esta división de tareas se conoce como arquitectura split-MAC, donde las operaciones normales de MAC son separadas en dos ubicaciones distintas, esto ocurre por cada LAP en la red. Cada uno tiene que unirse a sí mismo con un WLC de manera que pueda encender y soportar a los clientes wireless. El WLC se convierte en el concentrador que soporta un número variado de LAP en la red conmutada. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ©RA-MA 507 El proceso de asociación del LAP con el WLC se produce a través de un túnel para pasar los mensajes relativos a 802.11 y los datos de los clientes. Los LAP y el WLC pueden estar localizados en la misma subred o VLAN pero no tiene que ser siempre así. El túnel hace posible el encapsulado de los datos entre ambos AP dentro de nuevos paquetes IP. Los datos tunelizados pueden ser conmutados o enrutados a través de la red del campus según muestra la siguiente figura: LWAPP Encriptado para gestión LWAPP Desencriptado para datos de usuarios El LAP y el WLC utilizan el LWAPP (Lightweight Access Point Protocol) como mecanismo de tuneling dividido en dos modos diferentes: • Mensajes de control LWAPP, son mensajes utilizados para la configuración del LAP y gestionan la operación. Estos mensajes están autenticados y encriptados de tal manera que el LAP es controlado de manera segura solamente por el WLC. • Datos LWAPP, los paquetes hacia y desde los clientes wireless son asociados con el LAP. Los datos son encapsulados dentro de LWAPP pero no están encriptados entre el AP y el WLC. Cada LAP y WLC se autentican mutuamente coii certificados digitales (X.509) que deben estar preinstalados por el fabricante. Usando este sistema de certificados cada dispositivo es autenticado antes de formar parte del Cisco Unified Wireless NetWork Architecture. Funciones del WLC Una vez que los túneles LWAPP se construyen desde el WLC a uno o más LAP, el WLC puede comenzar a ofrecer una cantidad de funciones adicionales: www.FreeLibros.com 508 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-MA Asignación de canales dinámicos: el WLC elige la configuración de los canales de RF que usará cada LAP basándose en otros AP activos en el área. • Optimización del poder de transmisión: el WLC configura el poder de transmisión para cada LAP en función de la cobertura de área necesaria. El poder de transmisión también se ajusta automáticamente de manera periódica. • Solución de fallos en la cobertura: si un LPA deja de funcionar, el agujero que deja la falta de cobertura es solucionado aumentando el poder de transmisión en los LAP que hay alrededor de manera automática. • Roaming flexible: los clientes pueden moverse libremente en capa 2 o en capa 3 con un tiempo de roaming muy rápido. • Balanceo de carga dinámico: cuando 2 o más LAP están posicionados para cubrir la misma área geográfica el WLC puede asociar los clientes con el LAP menos usado distribuyendo la carga de clientes entre los LAP. • M onitorización de RF: el WLC gestiona cada LAP de manera que pueda buscar los canales y monitorizar el uso de la RF. Escuchando en un canal el WLC puede conseguir información sobre interferencias, ruido, señales de diversos tipos. • Gestión de la seguridad: el WLC puede requerir a los clientes wireless que obtengan una dirección IP de un servidor DHCP confiable antes de permitirles su asociación con la WLAN. Para manejar un gran número de LAP se pueden desplegar varios WLC de manera redundante. La gestión de varios WLC puede requerir un esfuerzo significativo, debido a que el número de AP y clientes para ser monitorizados y gestionados puede ser elevado. El Cisco Wireless Control System, CWCS, es una plataforma opcional que puede ser utilizada de manera gráfica para las configuraciones y monitorización de todos los WLC, LAP y monitorización de clientes de la red. Funciones del LAP El LAP (Lightweight Access Point) lleva una configuración muy básica, el AP debe encontrar un WLC para recibir la configuración de tal manera que nunca necesite ser configurado por el puerto de consola. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ©RA-MA 509 Los siguientes pasos detallan el proceso de inicio que el LAP tiene que completar antes de entrar en actividad: 1. Se obtiene una dirección de un servidor DHCP. 2. El LAP aprende la dirección IP de los WLC disponibles. 3. Envía una petición de unión al primer WLC que encuentra en la lista de direcciones. Si el primero no responde se intenta con el siguiente. Cuando el WLC acepta al LAP envía una respuesta para hacer efectiva la unión. 4. El WLC compara el código de imagen del LAP con el código que tiene localmente almacenado, el LAP descarga la imagen y se reinicia. 5. El WLC y el LAP construyen un túnel seguro LWAPP para tráfico de gestión y otro similar no seguro para los datos del cliente. El LAP tiene que obtener una dirección IP del WLC utilizando algunos de estos métodos: • Un servidor DHCP con la opción 43. • Con la IP subnet broadcast, el LAP efectúa un broadcast con un mensaje de petición esperando encontrar un WLC en la misma subred. Esta función sólo es posible si existe adyacencia de capa 2. Un LAP siempre estará unido a un WLC pero puede contener una lista de 3 WLC (primario, secundario y terciario). Cuando el WLC experimente un fallo el LAP no será capaz de mantener la asociación con los clientes, entonces se reiniciará intentando encontrar un nuevo WLC disponible. Patrones de tráfico en una red cisco wireless unificada Debido a que los LAP conectan a la red cableada a través de túneles lógicos LWAPP los patrones de tráfico entrante y saliente de la WLAN son diferentes a las redes WLAN tradicionales. El tráfico desde un cliente viaja desde el LAP, a través del túnel LWAPP, hacia el WLC y es enviado fuera a través de la red del campus. El tráfico entre dos clientes wireless tendrá el mismo recorrido anterior y de vuelta hacia el cliente destino. Esta secuencia se muestra en la siguiente figura: www.FreeLibros.com 510 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Para el siguiente caso existen 2 VLAN que sirven para llevar tráfico desde los clientes inalámbricos que están asociados con sus respectivos SSID. Las VLAN pasan a través del troncal entre el WLC y el switch, pero no se extienden más allá. El LAP y el WLC están interconectados por una VLAN diferente aislada de las otras 2 VLAN. Las VLAN de acceso son llevadas a través del túnel LWAPP de tal manera que sólo existen lógicamente de manera local. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ©RA-MA 511 Asociación y roaming del LAP Los clientes inalámbricos tienen que negociar una asociación con el LAP, como ocurre en las 802.11, pero la arquitectura de MAC dividida tiene un efecto diferente en el proceso de asociación con los clientes. Un LAP maneja en tiempo real todas las tareas inalámbricas intercambiando información con el WLC. En efecto, los clientes negocian su asociación con el WLC directamente. • Todas las asociaciones de clientes pueden ser gestionadas desde una ubicación centraliza. • El roaming de los clientes se lleva a cabo de una manera más rápida y más fácil. Con los AP autónomos un cliente se mueve trasladando su asociación desde un AP hacia otro. El cliente debe negociar el movimiento con el AP independientemente y los AP deben asegurarse de que los datos que poseen sean enviados a la siguiente asociación. El roaming autónomo funciona sólo en capa 2. Otros mecanismos han de ser añadidos para soportar el roaming de capa 3. Con los LAP el cliente también se mueve trasladando igualmente su asociación. Desde el punto de vista del cliente la asociación se produce desde un AP hacia otro AP, pero en realidad se produce desde un WLC a otro WLC acorde con las uniones con los LAP. De esta manera se soporta roaming de capa 2 y de capa 3. La dirección del cliente puede ser la misma mientras se está moviendo y no importa qué túnel LWAPP utiliza el cliente para alcanzar el controlador. La asociación de un cliente se produce con el WLC a través del LAP, cuando el cliente se mueve cambiando de celda cambia de LAP y de túnel LWAPP. Si los LAP pertenecen al mismo controlador el WLC será el mismo aun cuando el cliente se mueva de celda en celda (intra-controller roam). Roaming entre controladores En casos donde el cliente deba moverse de un controlador a otro, por ejemplo en una WLAN muy grande que contenga varios LAP y que estén soportados por varios WLC, los LAP podrían estar distribuidos en diferentes controladores con el propósito de balancear la carga o redundancia. Cuando el cliente se mueve desde una celda a otra se encentra con el mismo SSID y el cliente puede mover su asociación hacia el siguiente WLC. Mientras los dos controladores estén localizados en la misma subred IP pueden pasarse fácilmente las asociaciones entre ellos. Esto se hace a través del www.FreeLibros.com 512 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a intercambio del mensaje de movilidad donde se transfiere la información del cliente. Una vez que el intercambio se ha realizado el cliente puede comenzar a utilizar el túnel LWAPP con el nuevo WLC. El proceso de roaming ha sido completamente transparente para el cliente que sigue manteniendo su misma dirección IP. El escenario es ahora una ubicación con los WLC en dos redes diferentes. El cliente comienza con una asociación inicial y una dirección IP correspondiente a la VLAN del SSID. Cuando el cliente se mueve hacia la celda del próximo LAP, la asociación ocurre a través de ese nuevo LAP y su correspondiente WLC que le ofrece acceso a la nueva VLAN. La dirección IP del cliente hasta ahora permanece constante. Los WLC están en VLAN diferentes por lo que la dirección IP del cliente será diferente en la nueva ubicación. Los dos controladores crean un túnel E ther-IP (definido en la RFC 3378) entre ellos con el propósito específico de pasar tráfico del cliente. Este túnel es la manera que tienen los controladores de encapsular la capa MAC dentro del paquete IP utilizando el Protocolo IP 97. Todo el tráfico del cliente, aun estando en una celda y una VLAN diferente, pasará por el túnel. El WLC inicial aceptará todo el tráfico de ese cliente y lo enviará al WLC apropiado que tenga la nueva asociación. A www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK 513 Mientras el cliente continúe movilizándose el WLC original será su punto de referencia en la red, mientras que los otros WLC serán ajenos e intercambiarán los datos del cliente a través del túnel Ether-IP. Un cliente puede moverse hacia cualquier LAP y su correspondiente WLC asociado mientras permanezca dentro del mismo grupo de movilidad. Un grupo de movilidad puede contener hasta 24 WLC de cualquier tipo de plataforma. La cantidad de LAP puede variar dependiendo de la plataforma del controlador. CONFIGURACIÓN BÁSICA WLAN Configuración del WLC Un Cisco WLC posee diferentes tipos de interfaces utilizadas para distintos propósitos, la decisión de la distribución y conexión de las interfaces puede resultar la parte más difícil de decidir. Un WLC posee las siguientes interfaces: • Gestión, contenida dentro de la propia red. • AP • Virtual, para conexiones DHCP de los clientes. • Puertos de servicio, vía de acceso en caso de fallos. • Puerto del sistema de distribución, normalmente un troncal que manager, usada por descubrimiento y asociación. los túneles LWAPP para el conecta con un switch de campus. • Dinámica, creada sólo cuando se necesita por el uso de los túneles LWAPP, es llamada también interfaz de usuario y lleva la misma IP original del cliente. El proceso de configuración de los WLC se inicia a través del puerto de consola y el asistente de configuración a través de la línea de comandos. Una vez que el WLC se inicia aparecerán una serie de preguntas de manera interactiva solicitando la siguiente información: 1. Nombre del sistema, identifica al WLC y puede ser de hasta 32 caracteres. 2. Usuario y contraseña administrativo, por defecto serán admin y admin respectivamente. www.FreeLibros.com 514 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA 3. Dirección IP del puerto de servicio, puede ser por DHCP o estática, con esta última se solicitarán los datos pertinentes a IP, máscara, gateway, número de VLAN de gestión. 4. Dirección IP del servidor DHCP. 5. Dirección IP de la interfaz de gestión del AP. 6. Dirección IP de la interfaz virtual. 7. Nombre del grupo de movilidad, tiene que ser idéntico dentro de todo el grupo de movilidad. 8. SSID por defecto, utilizado por los LAP cuando se unen al controlador. El WLC enviará otros SSID hacia otros LAP luego de la asociación. 9. Preguntará si los clientes obtienen direcciones IP automáticamente por DHCP. 10. Configuración del servidor RADIUS. 11. Código de país. 12. Habilitación de 802.11 (a, b, g). 13. Habilitación de la característica de administración de RF (RRM). Finalmente y luego de guardar la configuración, el WLC se reiniciará. Despues de este punto se podrá configurar el WLC desde la interfaz Web. El WLC utiliza interfaces dinámicas para asociar las VLAN en los puertos de sistema de distribución con los SSID. Los siguientes pasos describen este proceso de configuración: • Crear una interfaz dinámica para los clientes inalámbricos. • Crear una WLAN unida a la interfaz dinámica. Desde la barra de tareas del WLC se selecciona la pestaña controller, en la categoría interfaces en la columna de la izquierda. El botón new muestra la siguiente ventana: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ©RA-MA 515 NetWOffcRfltfl*» tfitamaíDltCPSvmer WtWHrtvMwwmtnt Haháfaial9l)l5£1 Sp*ankgT*** PtHti M«ttpr CoeifoJlrr NelworiiTlwfPrrtíttrf Q6Stfrófiks El nombre descriptivo de la interfaz virtual es en este caso Inter CCNP y está asociada a la VLAN 200. La dirección IP para la interfaz dinámica y el DHCP se configuran desde la siguiente pantalla: www.FreeLibros.com 516 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Finalmente se definirá una WLAN que servirá a los clientes asociados con los LAP que están unidos al WLC. Desde la pestaña wlan y con el botón new se configura el SSID que será utilizado en la WLAN: Por último se asocia el SSID con la interfaz dinámica, que en este caso serán SSID W lan Estudio y la interfaz Inter CCNP: WLAN*>fcOR IR wian v»m j WltaEtfadfo B ocim ly PíjlírJuí AjfWTjSUtoi fcf* T tontft Qy/jMysíSwvím(0*5) whh Rpt Ví»4c-írtSt:0 ♦PV*5n*W* pUWttí I’* * * 3 jO OHAC jj nCItMCACUmt C& C*Ctm* L4t«f3S*a¿jntf ETi «re*«íe A3sM AAA n HeMfjctíMSsi RE*»kW*‘ (w^" 'T _"í OHCí<S*r**r fjOiiffri* <w») OWC#-Aí4f.WíspMww* nR*9U^(1 W VHt¡MR*4»*íl JES3EECT® 1 H-WAf Ucn)Swtshtaj. O * H-itCM* Utstl Sw)-_.J--éQ>uá ivWarírJ errihi IPfffC, líT ?, W ? , £ www.FreeLibros.com CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK ©RA-MA 517 Configuración del LAP Los LAP de Cisco están configurados para que necesiten una mínima intervención manual. El WLC puede gestionar todos los aspectos de las operaciones del LAP, incluyendo la sincronización de la imagen. Los LAP funcionan con 48 VDC y un consumo de 15 W, la cantidad exacta de potencia consumida depende de la cantidad de RP que se esté utilizando. La energía puede ser proporcionada por medio de un adaptador AC/DC, PoE o un adaptador de alimentación intercalado en la conexión de red simulando PoE. Si la energía se proporciona sobre el cable Ethernet la longitud del mismo influirá negativamente sobre la potencia de la energía entregada. Un cable de 100 metros provoca un incremento de 2,5 W a la energía total consumida por el AP. Una vez que el WLC ha sido configurado y está operacional un LAP puede ser introducido en la red sin ningún tipo de configuración previa. El LAP sólo necesita dos datos de información para ser capaz de arrancar y empezar a comunicarse con el WLC. • Dirección IP para sí mismo. • Dirección IP de uno o más WLC. Es posible conectarse al puerto de consola del LAP y configurar esta información, pero eso provoca tareas administrativas que no son normalmente necesarias. Un servidor DHCP en la red será suficiente para proporcionar la dirección IP a los LAP. A partir de la obtención de la dirección IP el LAP buscará un WLC y creará un túnel LWAPP. El LAP encontrará a los WLC simplemente enviando un broadcast en la subred, cualquier WLC disponible responderá permitiendo al LAP construir un listado de direcciones. Si los WLC están localizados en subredes IP diferentes a las de los LAP las direcciones de los WLC pueden obtenerse en los contenidos de la opción 43 de DHCP. Todos los modelos de LAP utilizan una cadena de dígitos hexadecimales llamados TLV (Type, Length, Valué). Como ejemplo, un switch está configurado como servidor DHCP para proporcionar las direcciones IP al LAP: Switch(config)# ip dhcp pool pool-name Switch (dhcp-config)# network ip-address subnet-mask Switch (dhcp-config)# default-router ip-address Switch (dhcp-configO# dns-server ip-address Switch (dhcp-config)# option 43 {ascii | hex} string Switch (dhcp-config)# exit www.FreeLibros.com 518 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA El LWAPP utiliza los puertos UDP 12222 y 12223, por lo tanto estos puertos deben estar permitidos entre el LAP y el WLC cuando existe algún firewall o ACL. Utilizando la interfaz Web del WLC se puede verificar el estado de los LAP, desde la ventana M onitor Summary debajo de Access Point Summary se puede ingresar al punto Detail: Sove Configuraron MONITOR WLANs CONTROLLER WIRELESS SECURITY M iH A G E M E hr COMÍ-W-.DS P¡n¡i lo g c HELP All APS S ea rch b y E llie rn o t MAC j Statistics Controller AP ID Ethern et MAC Adniln S tatu s ? E Í “ ,lo n “ l Status P o rt a0:lS:2b:f9vtl)!30 Enablo «EG 29 Wireless RoqueAP; Known Rogue APS ñogue Clients AdhoeRogu&s 302.11a Radios a02.11b/g Rádios Cliente RADIUS S<jrvflrs Configuración del puerto del switch para el LAP Antes de conectar el LAP al puerto del switch se debe verificar que esté correctamente configurado. El LAP requiere un puerto en modo de acceso, asociado a una VLAN determinada. Es recomendable separar al AP de las VLAN de acceso de los usuarios y asociarlo a una VLAN exclusiva de gestión con una subred reservada para este fin. RSTP también puede funcionar en los puertos de acceso de los LAP. La VLAN de los LAP no se extiende más allá de la cobertura de éstos, por lo tanto no se formarán bucles fuera del área. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 22. CISCO UNIFIED WIRELESS NETWORK Los siguientes comandos IOS configuran un puerto del switch: Switch(config)# vían lap-vlan-num Switch(config-vlan)# ñame lap-vlan-name Switch(config-vlan)# exit Switch(config)# interface type mod/num Switch(config-if)# switchport Switch (config-if )# switchport access vían lap-vlan-num Switch (config-if )# switchport host Switch(config-if )# power inline auto Switch(config-if )# no shutdown Switch(config- i f )# exit www.FreeLibros.com 519 www.FreeLibros.com PARTE III www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com C apítulo 23 TECNOLOGÍAS DE ACCESO ACCESO POR CABLE Las tecnologías de acceso por cable son las populares y proporcionan conectividad mediante redes MAN a comunidades, edificios, empresas, etc. a través de una conexión común. Es posible efectuar transmisiones de señales de televisión, conexión a Internet y telefonía por el mismo medio. Estos servicios se ofrecen habitualmente por las compañías proveedoras de servicios. Terminología de acceso por cable Algunos de los términos más comunes utilizados en la tecnología de acceso por cable son los siguientes: • Banda ancha. Transmisión de datos usando un método de multiplexación para usar más eficientemente el ancho de banda disponible. www.FreeLibros.com 524 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • En el caso del cable, el término “banda ancha” se refiere a multiplexación por división en la frecuencia (FDM) de múltiples señales en un ancho de banda de radio frecuencia (RF) amplio sobre una red híbrida de fibra y coaxial (HFC). FDM es un medio para asignar ancho de banda a información proveniente de diferentes canales en el mismo cable. • CATV. Servicio de antena de televisión comunitaria. • Cable coaxial. Es un tipo específico de cable usado en sistemas de televisión y en determinadas redes. • Tap. Dispositivo utilizado para dividir la potencia de la señal de entrada RF. • Amplificador. Dispositivo para amplificar una señal de RF. • Receptor-Distribuidor. Instalación maestra donde las señales son recibidas, procesadas, formateadas y distribuidas a la red de cable. • Red de transporte. Son los medios físicos por los que antenas remotas están conectadas a las instalaciones de RecepciónDistribución. • Red de distribución. Es una arquitectura formada por un cable central del que cuelgan otros cables que llegan a edificios u otras localizaciones. • Nodo. Lleva a cabo una conversión óptica a RF de las señales CATV. En la siguiente se muestra una arquitectura típica de red por cable: www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO 525 Estándares de transmisión por cable La transmisión de señales a través de un cable se realiza por medio de la modulación de la señal. La modulación es la adición de información a una señal portadora electrónica u óptica. En sí, es el proceso de variar la forma de una onda para llevar un mensaje. La forma de la onda puede ser cambiada en amplitud, frecuencia, fase o en una combinación de esas tres. Los estándares que regulan la forma en que se reáliza la transmisión por cable son los siguientes: • NTSC (National Televisión Standards Committee), utilizado principalmente en Estados Unidos. • PAL (Phase Altemating Line), utilizado en gran parte de Europa, Africa, Asia, Australia, Brasil y Argentina. • SECAM (Systéme Electronic Couleur avec Memoire), utilizado en Francia y algunos sitios de Europa del este. www.FreeLibros.com 526 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Redes híbridas de fibra y coaxial La fibra reduce el número de amplificadores necesarios en las redes de transporte y distribución. Los tramos de fibra implementados en la red varían entre proveedores y hay quienes apuestan por usarla en la mayor parte de su red llegando hasta las premisas del abonado. La fibra transporta la señal usando láser o diodos LED, dependiendo del tipo implementado. La fibra presenta muchas ventajas sobre el cable tradicional, es más fina y ligera, no presenta pérdida de señal y es inmune a fuentes externas de electromagnetismo que pudieran producir interferencias. Respecto a la manipulación sobre las instalaciones el cable suele resultar más rígido, mientras que la fibra es más maleable, aunque requiere de habilidades técnicas y herramientas especiales para su instalación. Existen numerosas redes que cuentan con fibra en su parte central y utilizan cableado coaxial hasta las premisas del abonado, las combinaciones pueden ser múltiples. Transmisión de datos por cable Las especificaciones relativas al mecanismo de transmisión de datos a través del cable son dictadas por la DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) cuya arquitectura está compuesta por los siguientes componentes: • CMTS (Cable Modem Termination System). Reside en el Receptor-Distribuidor. Modula la señal hacia el cable modem y demodula la respuesta. • CM (Cable Modem). Es un dispositivo CPE que modula y demodula señales hacia y desde el CMTS. • Servicios back office. Servicios tales como DHCP, TFTP, etc. son proporcionados para que el CM sea operativo. El Receptor-Distribuidor CMTS se comunica con los CM localizados en los hogares de los abonados y les proporciona acceso a Internet. Un segmento de red puede soportar entre 500 y 2000 dispositivos, que compartirán el ancho de banda de subida y bajada. Según las especificaciones DOCSIS 2.0 la velocidad de bajada soportada será 40 Mbps y la de subida 30 Mbps. En la especificación DOCSIS 3.0 será de 160 Mbps de bajada y 120 Mbps de subida. En cualquier caso el rango de velocidad real suele ser entre 256 Kbps y 6 Mbps. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO ©RA-MA 527 La siguiente muestra proporciona una ilustración del funcionamiento de las redes de cable. i Internet Granja de servidores Nodo Bajada Paso 3 Nodo Paso 4 Amplificador Paso 5 Splitter Subida Paso 5 Splitter En sentido de bajada el Receptor-Distribuidor local (LHE) recibe señal de televisión a través de antenas satelitales, antenas de RF, servidores de vídeo analógicos y digitales, programación local y desde otros Receptores-Distribuidores. • El Receptor-Distribuidor local distribuye estas señales a través de una red de distribución a los abonados. Las señales son combinadas dentro del cable coaxial y posteriormente pasadas a un transmisor de fibra en el propio Receptor-Distribuidor. • El transmisor de fibra del Receptor-Distribuidor lleva a cabo la conversión de señal de RF a óptica, la cual pasa a través de la red y llega a un nodo de fibra que está localizado cerca de las premisas de los abonados, donde se lleva a cabo una conversión de óptica a RF. • La señal de radiofrecuencia es enviada a través del cable coaxial a la casa del abonado por diferentes nodos hasta alcanzar los dispositivos finales. www.FreeLibros.com 528 REDES CISCO. CCNP a Fondo • ©RA-MA El splitter RF divide la señal combinada RF en piezas individuales, en este caso, datos y vídeo. El vídeo está dirigido al aparato de televisión y los datos al cable módem, quien se encarga de demodular la señal convirtiéndola así a digital antes de enviarla al dispositivo final que estará en una LAN o WLAN. Problemas de las redes de cable Al utilizar un medio común todos los abonados compiten por usar el ancho de banda. La seguridad es un problema asociado si no se implementan medidas adecuadas, debido a que todos los abonados usan el mismo medio físico. La sobre utilización del CMTS puede añadir un problema más si no se gestiona adecuadamente. La instalación física puede ser compleja dependiendo de cómo sea el acceso al edificio o a los abonados. Aprovisionamiento de cable módem Los pasos a seguir están definidos en el DOCSIS y son los siguientes: • Establecimiento del camino de bajada. Cuando se inicializa, el CM escanea y bloquea el camino de bajada para el canal de datos RF que tiene asignado, estableciendo así las capas física y de enlace. • Establecimiento del camino de subida. El CM escucha los mensajes de gestión que le llegan por el camino de bajada. Esto incluye información acerca de cómo y cuándo comunicarse en el canal de subida, estableciendo así las capas física y de enlace del camino de subida. • Establecimiento de las capas 1 y 2. Conexión establecida desde el CM hasta el CMTS para construir las capas física y de enlace. • Asignación de dirección IP. Mediante el uso de DHCP la capa 3 queda completada. • Obteniendo la configuración DOCSIS. El CM pide el archivo de configuración DOCSIS al servidor TFTP. También cabe la opción de cargar el archivo en el CM manualmente. • Registro de QoS con el CMTS. Se produce una negociación de parámetros de QoS entre el CM y el CMTS. • Inicialización de la red. Una vez que todos los pasos anteriores se han completado el CM está listo para acceder a la . red y proporcionar www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO 529 enrutamiento para los host que esten conectados en la LAN o WLAN. Además NAT para permitirá que varios host puedan compartir la misma dirección IP de salida. ACCESO POR DSL Las líneas DSL (Digital Subscriber Line) son soluciones comunes de acceso que cuentan con la ventaja añadida de que se pueden utilizar sobre la infraestructura telefónica existente, lo que hace que no sea necesario desplegar un nuevo cable para su implementación. La figura muestra una arquitectura típica con un teletrabajador usando DSL. Durante el transcurso de una llamada de voz hay una gran cantidad de ancho de banda que no se usa. La voz usa solamente una pequeña parte de las frecuencias disponibles en los cables de par trenzado. Terminología DSL Los siguientes términos describen las características, funciones y terminologías utilizadas en las tecnologías DSL: • Amplitud, mide la magnitud de la oscilación de la forma de la onda. • CO (Central Office), oficina central del proveedor. • CPE (Customer Premises Equipment), equipo terminal localizado en las instalaciones del abonado. www.FreeLibros.com 530 REDES CISCO. CCNP a Fondo • © r a -m a ATU-C (ADSL Transmission Unit-Central office), es un módem DSL en la CO del proveedor al que se conecta el abonado. • ATUR-R (ADSL Transmission Unit-Remote), es un módem o router DSL en las premisas del abonado que se conecta al proveedor. • Downstream, es la línea de bajada. Transmisión desde CO al abonado. • DSLAM (DSL Access Multiplexer), dispositivo que contiene varios ATU-C. • Frecuencia, medida del número de ciclos de una forma de onda en un tiempo dado. • Código de • línea, técnica utilizada para representar señales digitales y que puedan ser transmitidas en cables de par trenzado. Volumen máximo de datos, máxima velocidad de transferencia posible. • • Microfiltro, filtro pasivo conectado al conector RJ11 en las instalaciones del abonado. Es necesario para mantener la calidad de la voz en dispositivos analógicos cuando se utiliza DSL y voz tradicional en la misma línea. M odulación, el proceso de variar una forma de onda periódica y así usar esa señal para transportar un mensaje. • Síncrono o asincrono, relación entre las velocidades de bajada y subida. • NID (Network Interface Device), dispositivo CPE que proporciona el punto de terminación en el bucle local. • Fase, medida de la posición relativa en el tiempo de dos formas de onda con frecuencia idéntica. • Splitter, dispositivo instalado para separar el tráfico DSL del tráfico POTS. • Upstream (línea de subida), transmisión desde el abonado hacia el CO. • Longitud de onda, medida de la distancia entre un patrón de unidades de ondas que se va repitiendo. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO 531 Limitaciones de DSL DSL es una tecnología económica gracias al uso del cableado telefónico existente pero guarda ciertas limitaciones como las siguientes: • Distancia desde el CPE hasta el DSLAM. La siguiente tabla describe la relación de las distancias y las diferentes tecnologías DSL: Tecnología .:■■■ DSL Volumen de datos en bajada y subida Distancia máxima A D SL 8 Mbps/1 Mbps 18.000 ft/5.480 Km VDSL 55 M bps/13 Mbps 4.500 ft/1.370 Km IDSL 144 kbps/144 kbps 18.000 ñ/5.480 Km SDSL 768 kbps/768 kbps 22.000 ft/6.700 Km G.SHDSL 2,3 M bps/2,3 Mbps 28.000 ft/8.500 Km • Interferencias de radio AM. Dichas interferencias pueden afectar a la señal causando degradación del rendimiento. • Cable para puenteo. Son extensiones de cable extra entre el CPE y la CO que se utilizan para realizar pruebas y que pueden causar ruido, reflexiones, etc. • Crosstalk. Interferencias entre dos cables unidos debido al electromagnetismo. Ocurre cuando hay solapamiento entre canales. • Cable de fibra óptica. Las señales ADSL no pueden ser convertidas de analógica a digital y analógica de nuevo si una porción del cable es fibra óptica. • Desajuste de impedancia. Cuando ocurre en el bucle local produce ecos, resultando esto en ruido. • Bobinas de carga. Se utilizan para extender el rango del bucle local en operaciones de voz. Distorsionan las frecuencias DSL y deberían ser eliminadas. www.FreeLibros.com 532 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a • Atenuación de la señal. Degradación de la señal en largas distancias. • Diámetro del cable. Variaciones en el grosor del cable pueden afectar al rendimiento introduciendo desajustes de impedancia. Tipos de DSL Es posible clasificar el servicio DSL en dos variantes: • DSL Asimétrica comúnmente llamada ADSL. Las velocidades de bajada y subida son diferentes, siendo típicamente la de subida más pequeña que la de bajada. Sus variantes son las siguientes: • ADSL. Versión estándar que soporta velocidades de bajada de 1,5 Mbps a 8 Mbps y de subida de entre 16 Kbps a 1 Mbps. Permite el uso de voz y transmisión de datos a alta velocidad sobre la misma línea. • G.Lite ADSL. Versión estándar que soporta velocidades de hasta 1,5 Mbps de bajada y 512 Kbps de subida y no necesita del uso de splitters cuando coexiste con voz tradicional en la misma línea. • (Rate-Adaptative DSL). Versión no estándar que automáticamente ajusta la velocidad de conexión en beneficio de la calidad de la voz. • RADSL • VDSL (Very-high-bit-rate DSL). Soporta velocidades de entre 15 Mbps y 55 Mbps. Se usa en lugares donde la distancia hacia la CO es pequeña. SDSL, DSL Simétrica. Las velocidades de bajada y subida son iguales. • SDSL. Proporciona velocidades idénticas de bajada y subida que varían entre 128 Kbps y 2,32 Mbps. • G.SHDSL. (Symmetric High-data-rate DSL). Versión estándar que mejora la calidad de SDSL permitiendo distancias más largas. Permite volúmenes de transferencia de entre 192Kbps y 2.3 Mbps. • HDSL (high-data-rate DSL). Diseñada para proporcionar velocidades de 768 Kbps en cada dirección y así ajustarse a la velocidad de una TI (1,544 Mbps) o E l (2,048 Mbps). No permite el uso de voz en la misma línea de par trenzado. • HDSL2 (second-generation HDSL). Evolución de HDSL que permite el uso de voz, v,ideo o datos en la misma línea. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO 533 • IDSL (ISDN DSL). Soporta velocidades de hasta 144 Kbps (dos canales de 64 Kbps más el de señalización de 16 Kbps). Permite el uso de Digital Loop Carrier DLC y no soporta voz tradicional en la misma línea. Transmisión de datos sobre ADSL En la transmisión de datos sobre ADSL están involucrados protocolos como PPP, ATM y Ethernet. Un DSLÁM es un dispositivo situado en la CO y que contiene varias tarjetas DSL o ATU-Cs. Su función es mover datos desde el abonado hasta el siguiente punto en dirección al punto final, que sería un switch ATM integrado en otro DSLAM. Cuando los datos pasan por la red ATM se transmiten usando celdas hasta llegar al punto de agregación en la salida a Internet del proveedor. La siguiente figura muestra una vista de dicha arquitectura. Par telefónico Internet ATM Router agregación DSL Splitter PSTN Switch de voz CO Existen tres formas de encapsular y transportar datos desde el CPE al router de agregación: • RFC 1483/2684 Bridging. Define encapsulación de datos multiprotocolo (AAL5SNAP) sobre circuitos ATM. Básicamente es bridging de las tramas Ethernet del abonado sobre la red ATM. www.FreeLibros.com 534 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • PPP sobre Ethernet. Utiliza tramas Ethernet para encapsular y transportar tramas PPP. • PPP sobre ATM. Utiliza celdas ATM para encapsular y transportar tramas PPP. RFC 1483/2684 BRIDGING Define el transporte de uno o varios protocolos sobre un sólo circuito virtual (VC) ATM. Esta solución es muy sencilla y requiere una configuración mínima o incluso inexistente en el CPE. Como desventajas presenta un bajo nivel de seguridad y un número bajo de usuarios soportados en las instalaciones del abonado. PROTOCOLO PUNTO A PUNTO Hay que recordar que PPP (Point-to-Point Protocol) es un método estándar (RFC 1661) de encapsulación de protocolos de capas superiores en conexiones punto a punto visto con detalle en el CCNA. Es una extensión de HDLC (HighLevel Data Link Control) cuyo paquete está compuesto por: • LC P (Link Control Protocol). Sirve para negociar los parámetros del enlace, tamaño del paquete y tipo de autenticación (si la hubiera). • NCP (NetWork Control Protocol). Contiene información acerca de protocolos de capas superiores. • Date Fram es. Contiene los datos. PPP utiliza ciertos mecanismos para establecer, mantener y terminar un enlace: • Establecer la comunicación, para lo cual cada dispositivo final ha de enviar paquetes LCP para configurar y testear el enlace. • Una vez que el enlace está establecido y las capacidades negociadas, se intercambian paquetes NCP para elegir y configurar uno o más protocolos de la capa de red. • Una vez elegido y configurado el protocolo de la capa de red es posible el envío de tráfico a través del enlace. www.FreeLibros.com ©RA-MA • CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO 535 El enlace permanece configurado a no ser que se reciban paquetes explícitos LCP o NCP que pidan la finalización del enlace o que debido a un evento externo el enlace se caiga. Existe además la opción de autenticación a través de PAP (Password Authentication Protocol) o CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol). PPP SOBRE ETHERNET PPPoE está descrito en la RFC 2516 y proporciona la capacidad de conectar una serie de host sobre un dispositivo “puente” a un concentrador de acceso remoto, pudiendo hacer uso de autenticación PAP o CHAP para añadir seguridad. La capa 1 DSL termina en el DSLAM y quien se encarga de enviar los datos a través del medio existente, ya sea fibra o cobre, hasta la red ATM. Desde el CPE hasta el router de agregación solamente se utilizan las capas 1 y 2 del modelo OSI. Una vez que se negocia la sesión PPP entre CPE y el router de agregación comienza la utilización de la capa 3. El direccionamiento IP que recibe el CPE es asignado por el proveedor usando DHCP. El aprovisionamiento de abonados se realiza por abonado y no por sitio. www.FreeLibros.com 536 REDES CISCO. CCNP a Fondo © r a -m a Para proporcionar conexiones punto a punto sobre Ethernet cada sesión PPP debe aprender la dirección MAC del par remoto y establecer una sesión única. Esto es realizado por un protocolo incluido en PPPoE que realiza este descubrimiento. El proceso de inicialización de PPPoE tiene dos fases adicionales: • Fase de descubrimiento. • Fase de sesión PPP. Fase de descubrimiento Para iniciar la sesión PPP el CPE debe primero realizar un descubrimiento para identificar la MAC del dispositivo con el que va a establecer la vecindad con el par (peer). Debe establecerse unaSESSION ID. Durante el proceso de descubrimiento el CPE descubre todos los recursosdisponibles en el router de agregación y elige uno. La fase de descubrimiento consta de cuatro pasos: • El cliente PPPoE envía un paquete PPPoE PADI (Active Discovery Initiation) para pedir el servicio. La MAC de destino viaja como un broadcast. • El router de agregación responde con un paquete PPPoE PADO (Active Discovery Offer) describiendo el o los servicios ofertados. La MAC de destino es la del cliente. • El cliente PPPoE envía de manera unicast un PPPoE PADR (Active Discovery Request) al router de agregación, pidiendo que se pase a la fase de Sesión. • El router de agregación envía de manera unicast un PPPoE Active Discovery Session-Confirmation al cliente, asignando un Session-ID o un ID de sesión y confirmando el paso a la fase de Sesión. La figura siguiente muestra la estructura de la trama PPPoE: www.FreeLibros.com CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO ©RA-MA 6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes MAC Destino MAC Origen Tipo Carga útil 537 CRC / Ver Tipo jcodlgj ID Long Datos La dirección MAC de destino durante la fase de Descubrimiento es un broadcast (FFFF.FFFFF.FFFF). La dirección MAC de origen sin embargo es la del router CPE. El campo ether_type estará con un valor de 0x8863 (tramas de control PPPoE durante la fase de Descubrimiento) o 0x8864 (tramas de datos PPPoE durante la fase de Sesión PPP). PPPoE requiere el uso de información adicional contenida en la sub cabecera y que es la siguiente: • • El campo ver es 4 bits y es 0x1. El campo type (no confundir con ether type) es 4 bits y es 0x1. • El campo code es 8 bits y su valor varía dependiendo de dónde estemos en la fase de Descubrimiento. Durante la fase de Sesión es 0x00. • El campo session id es de 16 bits. Su valor varía dependiendo de dónde estemos en la fase de Descubrimiento. Durante la fase de Sesión es fijo y de hecho define la sesión PPP junto con las direcciones Ethernet source addr y destination addr. El valor OxFFFF está reservado para uso futuro y no se puede usar. • El campo length es 16 bits. Indica la longitud de la carga útil PPPoE. No incluye la longitud de las cabeceras Ethernet o PPPoE. Fase de sesión PPP Una vez que la fase de Sesión PPPoE comienza los datos PPP pueden ser transmitidos. Esta transmisión es enteramente unicast entre el CPE y el router de agregación. La RFC2516 establece que la MRU (Máximum Receivable Unit) para el tamaño de la carga útil negociada en PPPoE sea de 1492 bytes. La cabecera PPPoE es 6 bytes y hay que sumarle 2 bytes del campo Protocol-ID. Si se suman esas 3 www.FreeLibros.com 538 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA cifras se obtiene un valor de 1500 bytes, que es el valor por defecto de la MTU en interfaces Ethernet. El campo ether_type en la cabecera Ethernet posee un valor de 0x8864. El campo PPPoE code tiene que ser 0x00. El campo session_id no ha de cambiar durante la sesión PPPoE y ha de ser el valor asignado durante la fase de Descubrimiento. La carga útil PPPoE contiene una trama PPP. La trama comienza con el PPP Protocol-ID (PID). Variables de la sesión PPPoE Normalmente existen tres métodos de conectar al abonado a la red: • Ubicar un router con capacidades DSL en la casa del abonado. Este router tendrá un módem DSL integrado y un cliente PPPoE. Esta opción evita la necesidad de instalar software PPPoE en los dispositivos del abonado que requieran de conexión. El router proporcionará al abonado DHCP, NAT/PAT y otros servicios como pueden ser DNS. • Ubicar un router sin capacidades DSL en la casa del abonado. Esta opción requiere la instalación adicional de un módem externo en la parte del abonado para terminar la conexión DSL. El router debería tener software PPPoE para proporcionar una conexión constante. Además ejecutará DHCP, NAT/PAT y otros servicios como pueden ser DNS. • Ubicar un módem DSL externo en la casa del abonado. Con esta opción es necesario instalar clientes PPPoE en todos los host del abonado que requieran el servicio. PPP SOBRE ATM La operación de PPPoA es similar a la de PPPoE, de hecho ambas usan funciones de la RFC 1483/2684. La diferencia es que PPPoA no es una solución que utilice bridging, sino que utiliza enrutamiento. PPPoA utiliza el entramado ATM Adaptation Layer 5 (AAL5) junto con encapsulación Logical Link Control/ Subnetwork Access Protocol (LLC/SAP) en circuitos virtuales! Es posible el uso de PVC (Circuitos Virtuales Permanentes) o SVC (Circuitos Virtuales Temporales) aunque solamente en este caso se van a cubrir los PVC. www.FreeLibros.com CAPÍTULO 23. TECNOLOGÍAS DE ACCESO ©RA-MA 539 Es necesario recordar brevemente algunos conceptos básicos de ATM. ATM utiliza celdas de 53 bytes como medio de encapsulación. La cabecera es de 5 bytes y los 48 bytes restantes se utilizan para la carga útil (payload). En la siguiente figura se muestra el proceso de encapsulación en ATM: Subcapa Transporte Red AAL 5 LLC/SNAP ATM Subcapa SAR AAL5 S A R -P D U 4 8 'B v te s I AAL5 SAR-PD U 48 B v t e s l AAL 5 S A P PIJU W hylt-s Capa física n AAL5 SAR-PD U 48 Bvtes ATM AAL5 SAR-PD U 48 Bytes | Se trata simplemente de otro método de encapsulación a capa 2. Una de las principales diferencias es la adición de “segmentación y reunión” (SAR), que no es más que otra idea de segmentar en el origen y unir en el destino. Un SAR es añadido para asegurar que el destino será capaz de unir las piezas. Posteriormente las cabeceras ATM son añadidas a las nuevas PDU SAR completando así la creación de las celdas ATM. ATM utiliza circuitos virtuales que son reconocidos con identificadores de conexión únicos. Cada identificador de conexión está compuesto por dos números: • VPI (Virtual Path Identifier), el rango válido de VPI soportado por la cabecera de la celda ATM es de 0 a 255 • VCI (Virtual Circuit Identifier), el rango válido de VCI soportado por la cabecera de la celda User Network Interface (UNI) es de 0 a 65535. Los rangos de VCI 0-15 y 16-31 están reservados. El proveedor de servicios se encargará de asignar VPI/VCI por cada circuito virtual aprovisionado. El proceso es similar a PPPoE, las fases de Descubrimiento y Sesión son llevadas a cabo para establecer conexión con el router de agregación. www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com C apítulo 24 r CONFIGURACION DE DSL CONFIGURACION DE ACCESO DSL CON PPPoE Configurar un router doméstico DSL implica enlazar varias piezas y partes que deben estar ensambladas debidamente para su correcto funcionamiento. La tecnología empleada en la capa 1 es DSL y se extiende desde el CPE hasta el DSLAM. En la capa 2 es posible tener varios protocolos. La capa 3 es establecida entre el CPE y el router de agregación. PPPoE Tráfico de datos -> Internet ) ATM DSL DSLAM Tráfico de - voz --- > Switch de voz CO www.FreeLibros.com Router agregación DSL 542 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Existen varias maneras de configurar PPPoE, generalmente es el propio proveedor quien decide cómo hacerlo. Entre las áreas que suponen la configuración figuran las siguientes: • Configuración de la interfaz Ethemet/ATM. • Configuración de la interfaz Dialer. • Configuración de PAT. • Configuración de DHCP. • Configuración de la ruta estática por defecto. Existen dos posibles maneras de configurar DSL en el CPE: • PPPoE en interfaces Ethernet. En este caso el router tiene dos interfaces Ethernet, una conecta con el proveedor y la otra con el abonado. • PPPoE en interfaces ATM. En este caso el router tiene una interfaz ATM que conecta con el proveedor y otra Ethernet con el abonado. Configuración de una interfaz Ethernet ATM PPPoE En la siguiente sintaxis se observa un ejemplo de configuración del cliente PPPoE en una interfaz Ethernet: i interface EthernetO/O ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 i interface EthernetO/1 no ip address pppoe enable pppoe-client dial-pool-number 1 i Se observa como la funcionalidad PPPoE queda habilitada y la interfaz es asignada a un dialer pool. La interfaz EO/1 es asociada de manera lógica a un dialer y un circuito ATM PVC es aprovisionado. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 543 Para los casos en los que la interfaz sea ATM se utiliza este otro tipo de configuración: I interface EthernetO/O ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 i interface ATM0/0 no ip address dsl operating-mode auto pvc 8/35 pppoe-client dial-pool-number 1 i Configuración de una interfaz PPPoE Dialer El dialer es la interfaz de cara al proveedor. En la siguiente sintaxis se muestra una configuración básica de dicha interfaz: ¡ interface DialerO ip address negotiated ip mtu 1492 encapsulation ppp dialer pool 1 i En la configuración se observa cómo se especifica que la dirección IP ha de ser obtenida a través de un servicio DHCP; también la MTU es configurada para un tamaño de 1492 y con encapsulación PPP. El comando dialer-pool asocia la interfaz dialer con la interfaz Ethernet que tenía configurado el pppoe-client. Dicha asociación se efectúa a través de un número, que debe ser el mismo en ambas interfaces, en este caso 1. Configuración de PAT NAT es una herramienta que se encarga de cambiar o trasladar direcciones IP cuando el tráfico pasa a través de un router. PAT es una extensión de NAT que permite que varias IP internas utilicen una sola IP externa. Esto se consigue utilizando un identificador único por medio de un número de puerto en la IP externa para cada una de las IP internas. Tanto NAT como PAT se tratan extensamente en el temario contenido en el CCNA. La interfaces internas son las que pertenecen a la red privada y normalmente son del rango de la RFC 1918. No son enrutables en Internet y están clasificadas en dos tipos: www.FreeLibros.com 544 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA • Interna Local, IP asignada a un host en la red privada. • Interna Global, es como una IP privada; es vista desde la red pública. Las interfaces externas son las que existen en la red del proveedor o en Internet, dependiendo de la implementación pueden ser de la RFC 1918 o pueden ser direcciones de Internet enrutables. Están clasificadas en dos tipos: • Externa Local, es como la IP de un host externo; es vista en la red interna. • Externa Global, IP asignada a un host externo. 172.16.0.2/16 EO/Q 172.16.0.1/16 IP NAT inside DSLAM xxxxxxx Internet ) Interfaz física: E0/1 o ATM 0/0 Interfaz lógica: DialerO IP NAT outside Dirección origen: 172.16.0.2:1031 Dirección destino: 72.163.4.161:80 PAT 1 Dirección origen: 64.32.16.8:1031 www.cisco.com Dirección destino: 72.163.4.161:80 Con la utilización de NAT es preciso que exista una dirección IP externa por cada IP interna que necesite ser traducida. Pero con PAT se utilizan sockets o combinaciones de Puerto y dirección IP interna, lo que permite tener hasta 65535 conexiones empleando una sola IP como dirección externa. En la siguiente muestra se observa la porción de configuración de PAT. i interface EthernetO/O ip nat inside i interface DialerO ip nat outside i ip nat inside source list 100 interface dialerO overload access-list 100 permit ip 172.16.0.0 0.0.255.255 any www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 545 La configuración hará que se traduzca cualquier IP recibida en la interfaz interna que tenga coincidencia con la ACL 100 por la IP externa del Dialer 0. La configuración del parámetro overload habilita PAT como medio de traslación de direcciones. Configuración de DHCP para usuarios DSL El CPE puede funcionar como servidor DHCP para los host de la red del abonado. Siempre se debería excluir del rango de direcciones asignables todas aquellas que ya existan en la red o que puedan estar configuradas estáticamente, como puede ser el caso de servidores de impresión o la propia interfaz LAN del router. La siguiente sintaxis muestra un ejemplo de configuración: i ip dhcp excluded-address 172.16.0.1 172.16.0.9 i ip dhcp pool PCLAN import all network 172.16.0.0 255.255.0.0 default-router 172.16.0.1 Con el comando dhcp exclude-address se especifica una o varias IP que no serán asignadas. Con la opción import all se importan parámetros de la base de datos del servidor DHCP. Con el comando default router se asigna la dirección IP del que será la puerta de enlace predeterminada. Configuración de una ruta estática Normalmente la red donde se encontrará el abonado o teletrabajador es una red aislada con un único punto de salida, por lo que una ruta estática por defecto será suficiente para conseguir conectividad, no hay necesidad de mantener una tabla de rutas con rutas específicas ya que el próximo salto siempre será el mismo para todas. La configuración es muy simple y se muestra en la siguiente sintaxis: i ip route O.0.0.0 0.0.0.0 interface dialerO i Todo el tráfico hacia redes diferentes a la 172.16.0.0 será enviado por el Dialer 0. www.FreeLibros.com 546 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Ejemplo de configuración de un router CPE En general la configuración de un router CPE es bastante simple, la siguiente sintaxis muestra un ejemplo de configuración: no service pad service timestamps debug datetime msec localtime show-timezone service timestamps log datetime msec localtime show-timezone service password-encryption ¡ hostname PPPoE-CPE i memory-size iomem 5 enable secret 5 3gg5hdf8kbt4 i username Ernesto privilege 15 secret 5 9hfdk9glf002 username Enrique privilege 15 secret 5 5hdd56grf5f clock timezone est -6 clock summer-time cdt recurring no aaa new-model ip subnet-zero no ip domain lookup ip domain ñame mydomain.com ip name-server 4.2.2.1 i ip dhcp excluded-address 172.16.0.1 172.16.0.9 ! Configures DHCP Exclusions I ip dhcp pool PCLAN ! Creates DHCP Pool import all network 172.16.0.0 255.255.0.0 default-router 172.16.0.1 ! interface EthernetO/O description ***Red privada interna*** ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 ip nat inside í Specifies NAT role I interface ATM0/0 description ***Interfaz fisica a dialerO*** no ip address dsl operating-mode auto pvc 8/35 ! Creates ATM PVC pppoe-client dial-pool-number 1 ! Assigns dial pool ¡ interface DialerO description ***Red externa XSP*** ip address negotiated www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 547 ip mtu 1492 i configures MTU ip nat outside i specifies NAT role encapsulation ppp dialer pool 1 i Dialer association i ip classless ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 interface dialerO ¡ Sets static default no ip http server no ip http secure-server ip nat inside source list 100 interface dialerO overload ! Configures NAT/PAT i access-list 100 permit ip 172.16.0.0 0.0.255.255 any ! Specifies addresses to NAT i line con 0 exec-timeout 0 0 login local line aux 0 line vty 0 4 exec-timeout 240 0 login local i scheduler max-task-time 5000 ntp peer 172.16.1.50 ntp server 172.118.25.3 prefer i End PPPoE-CPE#show pppoe session all %No active L2TP tunnels %No active L2F tunnels PPPoE Session Information Total tunnels 1 sessions 1 Session count: 1 PPPoE Session Information SID RemMAC LocMAC Intf■Vast OIntf VP/VC 1 0050.7359.35b7 0001.96a4.84ac Vil UP ATMO .8/35 CONFIGURACIÓN DE ACCESO DSL CON PPPOA La configuración de PPPoA es similar a la configuración de PPPoE aunque hay que tener en cuenta ciertas diferencias como: ® Configuración de una interfaz ATM. ® Configuración de un PVC o SVC. www.FreeLibros.com 548 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA En la siguiente figura se observa una topología de PPPoA. Tráfico de datos -> I— ATM Internet R outer agregación DSL DSLAM DSL Tráfico de VOZ PSTN - -> Switch de voz CO La principal diferencia con PPPoE es que la encapsulación empleada ahora es la definida en la RFC 1483/2684, encapsulación de PPP en celdas ATM. Como ocurre con PPPoE existe una interfaz virtual que será asociada con el PVC configurado en la interfaz ATM. Esta interfaz encapsula cada conexión PPP en un PVC o SVC separado de manera que hace parecer que cada sesión termina en una interfaz serial PPP tradicional. Conexiones PPP sobre AAL5 Existen tres tipos de conexión posibles, las dos primeras opciones están definidas en le RFC 2364, la tercera opción es propietaria de Cisco: • AAL5VCMUX, Circuitos Virtuales multiplexados sobre AAL5. Especifica la capacidad de crear un circuito virtual por protocolo para transportar la carga útil (payload) de diferentes protocolos enrutados (IP, IPX, Appletalk, etc.). • AAL5SNAP, LLC encapsulando PPP sobre AAL5. Este método utiliza un sólo circuito virtual para transportar todos los protocolos. Para soportar este proceso es necesaria información adicional en la ATM CPCS-PDU (Common Part Convergence Sublayer Protocol Data Unit). La técnica de encapsulación de LLC permite definir un número de protocolo dentro de la www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 549 cabecera LLC haciendo así que los datos (payload) queden identificados para ese protocolo. La cabecera LLC contiene la siguiente información: o DSAP (Destination Service Access Point). Identificador de red de destino en el otro extremo utilizado por los protocolos de la capa de red del modelo OSI como CLNS (Connectionless Network Service). En encapsulación NSAP toma el valor OxFE. o SSAP (Source Service Access Point). Identificador de red de origen utilizado por los protocolos de la capa de red del modelo OSI. En encapsulación NSAP toma el valor OxFE. o Fram e Type. Determina el tipo de trama usado y por lo tanto su estructura. También se conoce como Control. El valor es 0x03. Las celdas son enviadas del CPE al DSLAM, para ser entonces conmutadas y enviadas al router de agregación. La sobrecarga de cabeceras que existente por la estructura de tramas Ethernet queda eliminada con el uso de PPPoA porque el CPE usa la encapsulación PPPoA en vez de hacer bridging como ocurría en PPPoE. • Cisco PPPoA (Cisco PPP over ATM). Es una solución propietaria de Cisco y como tal necesita infraestructura Cisco de extremo a extremo. Múltiples PVC pueden ser configurados en múltiples subinterfaces. La configuración es similar a otros PVC ATM con la excepción de que se usa el tipo de encapsulación aal5ciscoppp. Configuración de una interfaz ATM para PPPoA Normalmente en cualquier solución PPPoA existe un CPE con dos interfaces, una Ethernet y otra ATM. La interfaz Ethernet es la que conecta el abonado al router, la siguiente sintaxis muestra un ejemplo: i interface EthernetO/O description ****Red interna privada**** ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 i Una vez lograda la conectividad a nivel de capa 1 el subsistema PPP del router se inicializará y enviará peticiones de configuración PPP al router de agregación. La siguente sintaxis es un ejemplo de configuración de AAL5MUX: www.FreeLibros.com 550 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA interface EthernetO/O ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 i interface ATM0/0 no ip address dsl operating-mode auto pvc 8/35 encapsulation aal5mux ppp dialer dialer pool-member 1 i En el ejemplo siguiente se observa la sintaxis de una configuración similar pero que utiliza AAL5SNAP. Además se muestra cómo el uso del comando dsl operating-mode auto permite que la interfaz DSL autodetecte el método de modulación en lugar de tener que definirlo manualmente. i interface ATM0/0 no ip address dsl operating-mode auto interface ATM0/0.1 multipoint class-int ppp-default pvc 8/35 ¡ vc-class atm ppp-default encapsulation aal5snap protocol ppp virtual-template 1 ubr 256 i Configuración del Dialer DSL PPPoA y Virtual-Template La interfaz dialer del CPE es aquella que conecta con el proveedor de servicios. La siguiente muestra es la sintaxis de una configuración básica: ¡ interface ATM0/0 no ip address dsl operating-mode auto pvc 8/35 pppoe-client dial-pool-number 1 i interface DialerO ip address negotiated ip mtu 1492 encapsulation ppp dialer pool 1 www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 551 Con esta configuración se especifica que el dialer ha de obtener una dirección IP dinámicamente usando DHCP, la MTU ha sido modificada, y la encapsulación configurada para PPP. Para finalizar el comando dialer pool asocia el dialer a la interfaz ATM en la que el comando pppoe-client dialer-poolnumber fue configurado. Las virtual templates son interfaces lógicas que proporcionan características o configuraciones a las interfaces físicas que están asociadas a ellas 0 bajo su control. Un ejemplo de configuración de las mismas se muestra en la siguiente sintaxis: 1 interface virtual-templatel encapsulation ppp ip address negotiated ip nat outside ppp authentication chap ppp chap hostname cpe_router@CCNP.com ppp chap password 0 CCnP i Los comandos relativos a CHAP y NAT se han añadido con propósitos de obtener una configuración más completa y real. Ejemplo de configuración de un router CPE con PPPoA no service pad service timestamps debug datetime msec localtime show-timezone service timestamps log datetime msec localtime show-timezone service password-encryption i hostname PPPoA-CPE i memory-size iomem 5 enable secret 5 2hglfg321g i username Emma privilege 15 secret 5 dsf4f5744fd username Amanda privilege 15 secret 5 5hr5j41dp clock timezone est -6 clock summer-time cdt recurring no aaa new-model ip subnet-zero no ip domain lookup ip domain ñame mydomain.com ip ñame-server 4.2.2.1 i ip dhcp excluded-address 172.16.0.1 172.16.0.9 i ip dhcp pool PCLAN www.FreeLibros.com 552 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA import all network 172.16.0.0 255.255.0.0 default-router 172.16.0.1 i interface Ethernet0/0 description ***Red interna privada*** ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 ip nat inside i interface ATM0/0 no ip address dsl operating-mode auto ! Auto detect Modulation method ¡ interface ATM0/0.1 multipoint class-int ppp-default ! Configure interface characteristics pvc 8/35 ¡ interface virtual-templatel ! Configures virtual-template encapsulation ppp ip address negotiated ip nat outside i vc-class atm ppp-default ! Class sets circuit characteristics encapsulation aal5snap protocol ppp virtual-templatel ! Ties circuit to virtual-template ubr 256 i ip ip no no ip i classless route 0.0.0.0 0.0.0.0 interface virtual-templatel ip http server ip http secure-server nat inside source list 100 interface virtual-templatel overload access-list 100 permit ip 172.16.0.0 0.0.255.255 any ¡ line con 0 exec-timeout 0 0 login local line aux 0 line vty 0 4 exec-timeout 240 0 login local i scheduler max-task-time 5000 ntp peer 172.16.1.50 ntp server 172.118.25.3 prefer i End www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 553 Ejemplo de configuración de un router CPE con AAL5MUX no service pad service timestamps debug datetime msec localtime show-timezone service timestamps log datetime msec localtime show-timezone service password-encryption i hostname PPPoA-837 i boot-start-marker boot-end-marker ¡ memory-size iomem 5 logging buffered 65536 debugging enable secret 5 dmyd5j265gf i username Emma privilege 15 secret 5 jfd584fdd£k username Amanada privilege 15 secret 5 hmf816fd8k clock timezone est -6 clock summer-time cdt recurring no aaa new-model ip subnet-zero no ip domain lookup ip domain ñame mydomain.com ip name-server 4.2.2.1 i ip dhcp excluded-address 172.16.0.1 172.16.0.9 i ip dhcp pool Almacen_lan import all network 172.16.0.0 255.255.0.0 default-router 172.16.0.1 dns-server 4.2.2.1 domain-name midomain.com option 150 ip 172.68.2.93 netbios-name-server 172.68.235.228 xxx.68.235.229 i ip cef ¡ interface EthernetO description ****Red privada interna**** ip address 172.16.0.1 255.255.0.0 ip nat inside i interface ATM0 no ip address ip route-cache flow no ip mroute-cache load-interval 30 no atm ilmi-keepalive dsl operating-mode auto ¡ interface ATM0.35 point-to-point www.FreeLibros.com 554 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA description **** subinterfaz ATM DSL**** no ip mroute-cache pvc dsl 0/35 encapsulation aal5mux ppp dialer dialer pool-member 1 i interface Dialerl description ****Interfaz loyica salida**** ip address negotiated ip nat outside ip mtu 1492 encapsulation ppp ip tcp adjust-mss 542 dialer pool 1 ppp authentication pap callin ppp chap refuse ppp pap sent-username ccnp.com password 7 gf51dskjk4 i ip ip no no ip ¡ classless route 0.0.0.0 0.0.0.0 Dialerl ip http server ip http secure-server nat inside source list 100 interface dialerl overload access-list 100 permit ip 172.16.0.0 0.0.255.255 any i control-plane ¡ rtr responder banner motd ESTA PROHIBIDO EL ACCESO NO AUTORIZADO A ESTE DISPOSITIVO DE RED. Usted debe tener el permiso explícito para acceder o configurar este dispositivo. Todas las actividades realizadas en este dispositivo son registradas, las violaciones de esta política pueden producir una acción disciplinaria. "C i line con 0 exec-timeout 0 0 login local line aux 0 line vty 0 4 exec-timeout 240 0 login local i exception memory mínimum 786432 scheduler max-task-time 5000 sntp server 172.5.41.41 sntp server 172.5.41.40 sntp server 172.210.169.40 i end www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL RESOLUCIÓN d e 555 fallos Para la resolución de fallos el comienzo adecuado será iniciar desde la capa 1 hasta la capa 7, es decir, desde abajo hasta arriba, a no ser que exista cierto grado de certeza de que el problema está en una capa determinada, por lo que se debería verificar dicha capa antes. La siguiente tabla muestra el modelo de referencia OSI y sus respectivas capas: Capa Protocolo 7 Aplicación Aplicaciones específicas, FTP, e-mail, etc. 6 Presentación 5 Sesión 4 Transporte TCP, UDP 3 Red IP, ICMP, ARP, RARP, etc. 2 Enlace de Datos Frame-Relay, Ethernet, ATM, PPP, etc. 1 Física Bits Anatomía de la capa 1 Generalmente es posible distinguir dos subcapas dentro de la capa 1 que realizan diferentes funciones. Estas incluyen: • La subcapa de convergencia de transmisión (TC). • La subcapa dependiente del medio físico (PMD). El proceso de colocar los bits de una manera formalizada y predeterminada es conocido como framing. El proceso de transmitir dichos bits es conocido como line coding. Una vez que esto está hecho el trabajo de las subcapas TC y PMD es organizar (poner en fila) y enviar los bits a través de la interfaz adecuada. Existen varios puntos dentro de la red ADSL en los que pueden encontrarse errores físicos, la imagen muestra una topología típica de ADSL: www.FreeLibros.com 556 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Tráfico de datos ATM vJVXXXA] CU — telefónico ------ '"| Internet Router agregación DSL DSLAM DSL Tráfico de voz PSTN ----> Switch de voz CO En la topología existen diferentes dispositivos en el camino de extremo a extremo, cada vez que los bits llegan a un dispositivo, éste ha de ponerlos en cola y enviarlos por la interfaz adecuada, la cual puede ser cobre, fibra, etc. Cualquier probleiña en un tramo del cableado entre el abonado y el DSLAM resultará en un fallo de la sesión PPP. Proceso de resolución de fallos La manera más sencilla de verificar en qué capa iniciar el proceso de resolución de un fallo es mediante el uso del comando show ip interfaces brief. La siguiente sintaxis muestra un ejemplo: Router#show ip interface brief Interface ATMO ATM0.1 EthernetO IP-Address unassigned unassigned 10.10.10.1 OK? YES YES YES Method manual unset manual Status up up up Protocol up up up Las columnas Status y Protocol representan la capa física y de enlace de datos del modelo OSI y proporcionan una valiosa información. Si ambas columnas están en estado up, indicarán que la interfaz funciona correctamente pero si el Status es down o presenta intermitencias pasando por los estados up y down constantemente, significará que existe un problema a nivel de capa física. Cuando existe un problema en la capa física no sólo la columna Status mostrará un estado down, como consecuencia del fallo físico la columna Protocol también mostrará un estado down. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 557 17: Apr 2 21:59:01.536: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernetO/1, changed State to down 000218: Apr 2 21:59:01.536: %OSPF-5-ADJCHG:Process 1, Nbr 3.3.3.3 on GigabitEthernetO/1 from FULL to DOWN, Neighbor Down: Interface down or detached 000219: Apr 2 21:59:01.544: %LDP-5-NBRCHG: LDP Neighbor 3.3.3.3:0 (1 ) is DOWN (Interface not operational) 0 0 0 2 BM2821# 000220: Apr 2 21:59:11.536: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernetO/1, changed State to up BM2 821# 000221: Apr 2 21:59:21.536: %OSPF-5-ADJCHG:Process 1, Nbr 3.3.3.3 on GigabitEthernetO/1 from INIT to DOWN, Neighbor Down: Interface down or detached 000222: Apr 2 21:59:21.536: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernetO/1, changed state to down 000223: Apr 2 21:59:31.536: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernetO/1, changed state to up Si el Status muestra la interfaz en un estado Administratively down es porque ha sido desactivada manualmente por el administrador. La siguiente sintaxis muestra un ejemplo: Router#show interface atm 0 ATM0 is administratively down, line protocol is down Para habilitar administrativamente la interfaz se utiliza el comando no shutdown: Router#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface atm 0 Router(configif)#no shutdown Router#show interface atm 0 ATM0 is up, line protocol is up Hardware is PQUICC_SAR (with Alcatel ADSL Module) Finalmente con el comando show dsl interface atmO se verifica el estado final de la interfaz: Router#show dsl int atm 0 ATU-R (DS) ATU-C (US) Modem Status: Showtime (DMTDSL_SHOWTIME) DSL Mode: ITU G.992.1 (G.DMT) ! Output omitted for brevity www.FreeLibros.com 558 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-MA Inspección visual Otro punto lógico para resolver un fallo es hacer una inspección visual sobre las luces o Leds del CPE. Particularmente debería haber una que se denomina CD Carrier Detect, cuando hay conectividad se mantiene en verde fijo. No obstante es recomendable mirar las instrucciones del CPE para ver lo que significan todos los colores y cada uno de los leds. Otro punto a tener en cuenta es el cableado. Si la conexión no se establece habrá que asegurarse de que el cable empleado funciona correctamente, de que no esté roto ni cortado alguno de sus hilos, así como de que está crimpado de manera adecuada en el conector R Jll siguiendo el orden correcto de colores. Pin 2 negro Pin 3 rojo Pin 4 verde Pin 5 am arillo También es importante observar la existencia de algún microfiltro en el conector. Hay que recordar que los microfiltros se utilizan únicamente para dispositivos analógicos. Modo de operación DSL Si la modulación está configurada de manera incorrecta la línea no se habilitará. La modulación ha de concordar en el CPE y en el proveedor. La siguiente tabla muestra los diferentes tipos de modulación soportados: Modo de operación Descripción auto N egocia automáticamente con el D SLAM an si-dm t Utiliza el modo A N SI T1.413 itu-dmt U tiliza el modo G.992.1 sp litterless U tiliza el modo G .992.2 o el G.Lite www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 559 En los dispositivos Cisco puede utilizarse el comando dsl operating-mode auto para que el router negocie la modulación de manera automática. Análisis de problemas de capa 2 Una vez que se ha verificado que la capa física funciona correctamente, la capa 2 se encargará de negociar los canales de subida y de bajada. El CPE negociará un PVC de ATM. Dicho PVC puede estar previamente provisionado en el CPE. Con el comando debug atm events puede observarse este proceso: Router#debug atm events ATM events debugging is on 2dl8h: RX interrupt: conid = 2dl8h: Data Cell received on 2dl8h: RX interrupt: conid = 2dl8h: Data Cell received on 0, rxBd vpi = 8 0, rxBd vpi = 8 = 0x80C7EF74 length=52 vci = 35 = 0x80C7EEC0 length=52 vci = 35 Con el comando debug atm packets es posible ver el estado del tráfico ATM que llega a la interfaz y el tipo de encapsulación correspondiente: Router#debug atm packet 03:21:32: VCD:0x2 TYPE:0007 03: 2 Í :32: C021 09AB 03:21:32: 03:21:32: A T M O (I ): V P I :0x1 VCI:0xl Type:0x0 S A P :AAAA CTL:03 Length;0x30 0000 0050 7359 35B7 0001 96A4 84AC 8864 1100 000C 0235 279F 0000 0000 OUI:0080C2 0001 000E Una buena herramienta de pruebas es el ping atm, que es una extensión del Cisco Extended Ping con la que pueden enviarse celdas OAM (ATM Operation, Administration, and Maintenance) al siguiente dispositivo ATM de la red para comprobar que el tramo local funciona correctamente. -El siguiente ejemplo muestra cómo comprobar que el segmento ATM local está funcionando correctamente: Router#ping atm interface atm 0/1 8 35 seg-loopback Type escape sequence to abort. Sending Seg-Loopback 5, 53-byte OAM Echoes to a neighbor, timeout is 5 seconds: ¡i i i i Success rate is 100 percent (5/5) www.FreeLibros.com 560 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A Negociación PPP A partir de la determinación del correcto funcionamiento de la configuración y encapsulación ATM, el siguiente paso es comprobar la negociación PPP. Las siguientes son las fases de PPP hasta que se establece la negociación: • LCP (Link Control Protocol). Fase obligatoria en la que se negocian parámetros de establecimiento, configuración y testeo. • Autenticación. Fase opcional que es llevada a cabo si previamente se ha establecido que habrá autenticación. • NCP (NetWork Control Protocol). Fase obligatoria en la que se configuran protocolos de control individuales por cada protocolo de capa 3 que exista. Los comandos más útiles para la monitorización de PPP son debug ppp negotiation y debug ppp authentication. En el siguiente ejemplo se observa cómo el intento de autenticación por parte de CCnP fue fallido mientras que clientl fue autenticado de manera satisfactoria. Router#debug ppp negotiation PPP protocol negotiation debugging is on Router#debug ppp authentication PPP authentication debugging is on 06:36:03: ATMO PPP: Treating connection as a callout 06:36:03: ATMO PPP: Phase is ESTABLISHING, Active Open [0 sess, load] 06:36:03: ATMO PPP: No remóte authentication for call-out 06:36:03: ATMO LCP: O CONFREQ [Closed] id 1 len 10 !— "O" indicates an outbound packet; in this, case a request. 06:36:03: ATMO LCP: MagicNumber 0x03013D43 (0x050603013D43) 06:36:03: ATMO LCP: I CONFACK [REQsent] id 1 len 10 !— “ I" indicates an inbound packet; in this case, an acknowledgement. 06:36:03: ATMO LCP: MagicNumber 0x03013D43 (0x050603013D43) 06:36:05: ATMO LCP: I CONFREQ [ACKrcvd] id 2 len 15 06:36:05: ATMO LCP: AuthProto CHAP (0x0305C22305) I— Authentication protocol is CHAP 06:36:05: ATMO LCP: MagicNumber 0x65E315E5 (0x050665E315E5) 06:36:05: ATMO LCP: O CONFACK [ACKrcvd] id 2 len 15 06:36:05: ATMO LCP: AuthProto CHAP (0x0305C22305) 06:36:05: ATMO L C P ^ MagicNumber 0x65E315E5 (0x050665E315E5) 06:36:05: ATMO LCP: State is Open !— PPP Successfully negotiated because state^ is "Open" CHALLENGE id 9 len 26 from "CCnP" www.FreeLibros.com 1 © RA-MA CAPÍTULO 24. CONFIGURACIÓN DE DSL 561 0 6 :36s05: ATMO CHAP: Using alternate hostname Client1 06:36:05: ATMO CHAP: Username CCnP nat found Router hostname (nrp-b) is not the CHAP username; client1 is the CHAP username (36:36:05: ATMO CHAP: Using default password 06:36:05: ATMO CHAP: O RESPONSE id 9 len 28 from "clientl" 06:36:05: ATMO CHAP: I SUCCESS id 9 len 4 ¡— Authentication succeeds 06:36:05: ATMO PPP: Phase is FORWARDING [0 sess, 1 load] 06:36:05: ATMO PPP: Phase is AUTHENTICATING [0 sess, 1 load] 06:36:05: ATMO PPP: Phase is UP [0 sess, 1 load] 06:36:05: ATMO IPCP: O CONFREQ [Closed] id 1 len 10 ¡— Outbound request fo-r IP Control Protocol initialization 06:36:05: ATMO IPCP: Address 0.0.0.0 (0x030600000000) 06:36:05: ATMO CDPCP: O CONFREQ [Closed] id 1 len 4 !— Outbound request for CDP Control Protocol initialization 06:36:05: ATMO IPCP: I CONFREQ [REQsent] id 1 len 10 06:36:05: ATMO IPCP: Address 8.8.8.1 (0x030608080801) 06:36:05: ATMO IPCP: Address 8.8.8.1 (0x030608080801) www.FreeLibros.com www.FreeLibros.com Capítulo 25 MPLS INTRODUCCIÓN A LAS REDES MPLS MPLS (Multiprotocol Label Switching) es una tecnología Wan que está definida en la RFC 3031. Para poder saber cómo funciona esta nueva tecnología así como las ventajas que introduce, es necesario saber cómo funcionaban sus antecesores. Las conexiones WAN tradicionales son conexiones de capa 2 que se pueden clasificar como punto a punto o multipunto. Estas redes no entienden de calidad de servicio de capa 3 (QoS). En algunos casos muy específicos se pueden priorizar circuitos en los dispositivos frontera. A través de las redes WAN existe muy poco o casi nada de protección del tráfico. Las WAN tradicionalmente existen en un número limitado de arquitecturas según cada empresa y también dependen del ancho de banda de cada uno de dichos sitios. Los modelos de arquitectura más comunes son los siguientes: • Hub-and-spoke • Malla parcial • Malla completa • Hub-and-spoke redundante www.FreeLibros.com 564 REDES CISCO. CCNP a Fondo © RA-M A Todas estas tecnologías tienen sus ventajas y desventajas relacionadas generalmente con el coste y con la cantidad de conexiones que permiten efectuar. A medida que la cantidad de conexiones y ancho de banda se incrementa también lo hace el coste. Un mayor ancho de banda y mayor diversidad de rutas proporcionan mayor flexibilidad y redundancia. La siguiente figura ilustra el modelo de red Hub-and-spoke. En ella se puede ver un dispositivo central denominado Hub, que es el sitio donde están conectados todos los demás. Para cualquier spoke que quiera enviar tráfico hacia otro, necesariamente debe pasar a través del Hub. Esta topología es la más comúnmente utilizada ya que es la que menor coste conlleva. Pero a su vez es la que menor redundancia posee. En caso del que el Hub caiga, toda la topología de red es afectada. Para crear redundancia es posible utilizar el modelo de Malla parcial. Este tipo de topología es más costosa que el modelo anterior pero proporciona la redundancia necesaria en los servicios críticos. La siguiente figura muestra dicha topología. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 565 Para los casos en los que la velocidad de convergencia es más importante que los gastos de arquitectura, la red de Malla completa es la más conveniente. En la siguiente figura se ve como la red proporciona redundancia, cada uno de los sitios está directamente conectado con todos los demás sitios. Cada vez que la red crece es necesario añadir una gran cantidad de circuitos. Para calcular en número de circuitos necesarios según sea el incremento de dispositivos se utiliza la siguiente fórmula: c _ n(n-l) 2 Donde C es la cantidad de circuitos requeridos y n el número de dispositivos a interconectarse. Un ejemplo pueden ser 5 dispositivos que necesitarán 10 circuitos. Este modelo tiene el beneficio de ofrecer una mínima latencia y máxima redundancia en la red. Un modelo que fue ganando mayor empleo es el de Hub-and-spoke redundante. Esta topología puede llevar varios tipos de nombres, tales como multihub-and-spoke, dual-hub-and-spoke, etc. La siguiente figura ilustra esta topología. www.FreeLibros.com 566 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A Este modelo de arquitectura dependerá del coste que se quiera invertir en este tipo de topología. El diseñador de red preferirá el mayor número de redundancia posible sin importar el coste, tratando de construir la red de la mejor manera posible y escalable en el futuro. Conectividad MPLS WAN MPLS extiende la capa 3 entre todas las oficinas centrales, oficinas remotas, sohos, etc. La red MPLS aunque es propiedad del ISP no deja de ser una extensión de la red de la empresa. Para verlo de manera más simple: es como si toda la red fuera un único router con múltiples interfaces. Esta red WAN proporciona conexiones combinadas de todos contra todos sin tener que estar gestionando un número elevado de circuitos. Tal como ocurre con cualquier tipo de red, las redes MPLS convergen de manera dinámica, soportan múltiples protocolos de enrutamiento y pueden utilizar políticas de calidad de servicio. Terminología MPLS La mayoría de los términos relacionados con MPLS están definidos en la RFC 3031. Los principales términos que se utilizarán en este capítulo son los siguientes: • Label, es un identificador de tamaño fijo que identifica un grupo de redes que comparten un destino común. Normalmente tiene significado local. • Label stack, es un conjunto de etiquetas donde cada una es independiente de las otras. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 567 • Label swap, es la operación básica de envío en la red MPLS, consiste en identificar el tráfico de entrada y colocarle una etiqueta de salida. • Label-switched hop (LSH), es el salto entre dos nodos MPLS en el cual el envío se hace a través de etiquetas. • Label-switched path (LSP), es el camino a través de uno o más LSR según la jerarquía. • Label switching router (LSR), es un nodo MPLS capaz de enviar paquetes etiquetados. • MPLS domain, es un conjunto de nodos que llevan a cabo enrutamiento de MPLS y que normalmente pertenecen al mismo dominio administrativo. • MPLS edge node, es un nodo MPLS que conecta con un nodo vecino que está fuera del dominio MPLS. • MPLS egress node, es un nodo MPLS que maneja tráfico que está o deja la red MPLS. • MPLS ingress node, es un nodo edge que maneja tráfico que entra en el dominio MPLS. • MPLS label, es una etiqueta que se añade en la cabecera del paquete y que representa el FEC del paquete. • MPLS node, es un nodo que ejecuta MPLS, es capaz de conocer los protocolos de control de MPLS y a su vez de operar con los protocolos de enrutamiento tradicionales de capa 3 y hacer un envío de paquetes basado en etiquetas. Este nodo es capaz de hacer también envíos de paquetes nativos de capa 3. Características de MPLS Como su nombre indica, MPLS es ún mecanismo de conmutación que ejecuta un proceso de conmutar paquetes MPLS incluyendo el análisis de una etiqueta. Esta etiqueta contiene la información de envío necesaria para poder conmutar el paquete dentro del LSR. Es posible que dicho envío de tráfico de datos a nivel de MPLS se realice por dispositivos que no sean capaces de hacer este mismo tipo de envío a nivel de capa 3. De otra manera, los LSR no necesitan ejecutar enrutamiento de capa 3. Las etiquetas normalmente corresponden a redes de destino aunque también podrían corresponder a otro tipo de variables como son VPN de capa 3, circuitos virtuales de capa 2, calidad de servicio, etc. Estas opciones son configurables en cada uno de los dispositivos. Por esta razón MPLS no fue diseñado únicamente para enviar paquetes IP. www.FreeLibros.com 568 REDES CISCO. CCNP a Fondo © RA-M A A medida que los paquetes van atravesando la red de router a router, el rol de cada uno de ellos es tomar la determinación de envío, llevar a cabo una conmutación de rutas y enviar los paquetes al siguiente salto. MPLS se basa en la idea de que las cabeceras de capa 3 contienen más información de la necesaria para tomar decisiones de envío. Los principios básicos de enrutamiento también se aplican a MPLS, esencialmente la elección del dispositivo del siguiente salto sin importar la naturaleza del proceso de enrutamiento que se está ejecutando. Este mecanismo se lleva a cabo de la siguiente manera: • Ordenar conjuntos de paquetes en diferentes clases basados en la información de la red de destino FEC (Forwarding Equivalence Classes). • Mapeo de cada FEC con una determinada dirección del siguiente salto. Todos los paquetes destinados a la misma FEC son iguales para el router, siempre tomarán la misma ruta debido a que el camino ya esta asociado con una FEC. En el enrutamiento tradicional un router entenderá que dos paquetes pertenecen a la misma FEC si la dirección de destino tiene coincidencia con la misma red que tiene asociada en la tabla de enrutamiento. A medida que los paquetes son enviados a los dispositivos que siguen en la ruta son asignados a una FEC basándose en la visión en particular que ese router tiene de la red. De manera que los paquetes que pertenecen a una FEC en un router pertenezcan luego a otra FEC en el siguiente router. En MPLS sólo hay un momento en el que el paquete es examinado y un momento en el que se asigna una FEC y ocurre en el MPLS ingress node. La FEC es codificada como una etiqueta cuando el paquete es enviado al siguiente salto de tal manera que los paquetes son etiquetados antes del envío. En los siguientes saltos lo único que se examina es la FEC o etiqueta y no habrá una búsqueda en la tabla de enrutamiento en los siguientes saltos. La etiqueta de entrada es utilizada como un indicador pata permitir la elección de una etiqueta de salida identificando al dispositivo, que será el próximo salto. A partir de ese momento la etiqueta de ingreso és descartada por el dispositivo y reemplazada por la etiqueta de salida que guiará al paquete hacia el siguiente salto. Este proceso se repite sucesivamente en cada dispositivo siguiente. En MPLS solamente los LSR frontera llevan a cabo una búsqueda en la tabla de enrutamiento. Todos los demás LSR llevan a cabo las decisiones de envío basándose solamente en la etiqueta y no en la información de capa 3. Esto www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 569 disminuye notablemente la latencia haciendo que el envío sea más rápido. Los ISP utilizan tecnologías MPLS para permitir que la información de enrutamiento de cada cliente sea aislada entre cada uno de sus otros clientes dentro de la nube del propio proveedor. Por este motivo las redes MPLS son llamadas redes MPLS VPN. Las rutas son etiquetadas con un RD que las mantiene como únicas y separadas del resto. Conceptos MPLS MPLS es nada más que un mecanismo de conmutación de tráfico. En lugar de mirar en la cabecera de capa 3 los dispositivos MPLS sencillamente miran en las etiquetas haciéndolos independientes de los protocolos de capa 3. La etiqueta de un paquete de entrada es examinada y comparada con la base de datos de etiquetas. Basándose en la información contenida en dicha tabla se le asigna una nueva etiqueta para ser asociada al paquete y que sea enviado fuera de la interfaz correspondiente. E tiq u e ta e n tra n te 20 E tiq u e ta en tra n te 45 La figura anterior muestra dos routers de core y dos routers de frontera en la nube MPLS. El flujo de tráfico está destinado al host 192.168.1.10/24. Cada uno de los routers construye una etiqueta asociando una subred de destino a una etiqueta. Existe por lo tanto una etiqueta de entrada y otra de salida asociada con cada destino en estas tablas. Este es el motivo por cual estos routers se llaman LSR (Label Switching Routers). Los routers de core no buscan en sus tablas de enrutamiento, el primer router frontera hace la búsqueda en la tabla de enrutamiento y añade una etiqueta de salida, una vez que el paquete es enviado viaja de dispositivo en dispositivo www.FreeLibros.com 570 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A donde se toman decisiones de envío basadas únicamente en las etiquetas. El LSR en el core sólo mira la etiqueta de entrada y la reemplaza con otra de salida apropiada con el envío de destino hacia el próximo salto. El router frontera final elimina la etiqueta y busca en su tabla de enrutamiento para hacer el envío al correspondiente destino. Normalmente el LSR, que es inmediatamente anterior al router frontera de destino, efectúa una operación retirando la etiqueta del paquete enviándolo al router frontera como un paquete nativo de capa 3. Esta operación es conocida como PHP (Penultimate Hop Pop) y tiene como ventaja que el router final no tendrá que realizar dos operaciones, quitar la etiqueta y enrutar, sino sólo una, enrutar. MECANISMOS DE CONMUTACIÓN El mecanismo de MPLS en los routers Cisco está basado en CEF (Cisco Express Forwarding) y es un mecanismo necesario para el funcionamiento de MPLS. Existen dos mecanismos de conmutación dentro de un router: • Process switching, cada paquete es procesado de manera individual y es necesario efectuar una búsqueda en la tabla de enrutamiento antes de enviar cada paquete. Éste es el mecanismo más simple y el que más recursos consume. • Cactae-driven switching, los paquetes de destino son almacenados en la memoria y utilizados para hacer envíos. Para un destino en particular, el primer paquete es procesado de manera individual haciendo una entrada en la memoria del router, de manera que otros paquetes que repiten ese mismo patrón hacia ese destino son procesados sin necesidad de enrutamiento. • Topology-driven switching, la FIB (Forwarding Information Base) se construye antes de que se realicen las tareas de envío. Conmutación IP estándar El proceso de enrutamiento en general es relativamente fácil. Dentro de la red corporativa se utiliza un IGP y un EGP para conectar a un sistema autónomo externo, que en la mayoría de los casos suele ser BGP. Para anunciar las redes internas de la empresa las rutas son redistribuidas entre estas dos entidades. Las rutas deben ser consideradas públicamente enrutables en el supuesto caso de que sean enviadas hacia Internet. Para que una ruta sea añadida dentro de la tabla de enrutamiento de BGP, la tabla de enrutamiento del IGP tendrá que tener conocimiento previo sobre esa www.FreeLibros.com © R A -M A CAPÍTULO 25. MPLS 571 ruta, en caso contrario BGP no tendrá en cuenta esa ruta como válida, incluso cuando esté listada en su propia tabla. Cuando BGP recibe una actualización desde Un vecino que incluye la propagación de un nuevo prefijo, se efectúa una entrada en la tabla de BGP en el caso de que se seleccione como la mejor ruta hacia el destino basándose en los cálculos de métrica. Cuando por primera vez llega un paquete con destino hacia una red asociada con el nuevo prefijo, el router busca en la memoria fast-switching para ver si existe alguna entrada; cuando no existe coincidencia el router busca en la tabla de enrutamiento para asociar la interfaz de salida y el próximo salto. El paquete es enviado y se añade una nueva entrada a la memoria fast-switching con la información del nuevo destino. Los paquetes posteriores ni tendrán que sufrir el retraso asociado con una búsqueda en la tabla de enrutamiento. La memoria de fast-switching tendrá la información apropiada de la interfaz de salida y el próximo salto. Este proceso ocurre a nivel de interrupción, lo que significa que el paquete es procesado inmediatamente. La encapsulación a nivel de enlace de datos se coloca desde una cabecera preestablecida que contiene la dirección de capa 2 de origen y destino. No es necesario entonces ejecutar un ARP (Address Resolution Protocol) para resolver esta cuestión ya que la información se obtuvo del primer paquete que se almacenó en la memoria fast-switching. Las entradas son mantenidas durante 60 segundos, cuando no existe utilización de las mismas se eliminan, debiendo iniciar el proceso nuevamente cuando sea necesario. Conmutación CEF CEF (Cisco Express Forwarding) es una tecnología que utiliza la FIB (Forwarding Information Base) y que es una imagen de la tabla de enrutamiento. Cuando existe algún cambio en la topología la FIB se actualiza basándose en los cambios de dicha tabla. La FIB mantiene un listado de rutas y una dirección de próximo salto provistas por el protocolo de enrutamiento de capa 3. CEF simplemente copia dicha información. Las actualizaciones de CEF FIB no son activadas por los paquetes sino por los cambios en la red y acorde a la convergencia de las tablas de enrutamiento. Este sistema de actualización es dependiente pero al mismo tiempo aislado del tipo de algoritmo utilizado por el protocolo, ya sea vector-distancia o de estado de enlace. La FIB se diferencia de la memoria fast-switching porque no contiene información sobre la interfaz de salida y la correspondiente encapsulación de capa www.FreeLibros.com 572 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A 2. CEF mantiene para este propósito una tabla de adyacencias. Los nodos son adyacentes si son capaces de tener contacto a través de una conexión de capa 2. Las adyacencias se construyen a nivel de capa de enlace y son enlazadas a la FIB, de esta forma se simplifica la necesidad de hacer ARP. Cuando surgen nuevas adyacencias la tabla se actualiza junto con toda la información pertinente al nuevo dispositivo. Habilitar CEF en dispositivos que apuntan hacia Internet no es una decisión fácil de tomar si la tabla de Internet es redistribuida en ese router debido al trabajo que esto puede suponer. La tabla de rutas de Internet pueden contener unas 300000 rutas y unos 24000 sistemas autónomos lo que supondría un enorme trabajo y un consumo elevado de recursos para mantener esta tabla CEF. Para dispositivos de gama alta CEF funciona de modo distribuido permitiendo a los equipos ejecutar instancias independientes de CEF en cada una de sus tarjetas, reduciendo así la carga de manutención de la FIB. Esto proporciona un sistema se conmutación más rápido y eficiente. ARQUITECTURA MPLS El alcance de los conceptos que abarcan MPLS es muy extenso, sobrepasando incluso el temario de este libro. En términos de arquitectura, MPLS separa los mecanismos de enrutamiento tradicionales en dos componentes principales: 1. Plano de control, mantiene la tabla de enrutamiento y las etiquetas que se intercambian entre los dispositivos adyacentes. 2. Data plañe, este plano envía tráfico basándose en direcciones destinos o etiquetas, también es conocido como plano de reenvío o forwarding plañe. El plano de control se encarga de lidiar con las complejidades del enrutamiento en general éste incluye protocolos como OSPF, EIGRP IS-IS, BGP etc. Además de los típicos protocolos de enrutamiento existen protocolos de distribución de etiquetas como TDP (Tag Distribution Protocol) y LDP (Label Distribution Protocol). TDP es el predecesor y fue creado por Cisco. Una vez que este protocolo comenzó a dar los resultados esperados solventando los problemas de tráfico con etiquetas, se creó un estándar como el LDP. El RSVP (Resource Reservation Protocol) se utiliza por MPLS para proporcionar el llamado MPLS TE (MPLS Traffic Engineering) que es un mecanismo que permite reservas de ancho de banda a través de la red MPLS. RSVP asigna, si está disponible, ancho de banda bajo demanda para alguien que www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 573 haga peticiones de requerimiento. Este mecanismo es utilizado básicamente para tráfico de voz o para tráfico de crítico. El data plañe existe únicamente con la finalidad de enviar tráfico basándose en la información obtenida a través del protocolo de enrutamiento o del LDP. La LFIB (Label Forwarding Information Base) se crea para almacenar información de etiquetas para ser usadas por la forwarding-engine, es decir, por el mecanismo de envíos cuando se envían los paquetes a esos destinos. La LFIB se construye mediante la información obtenida mediante LDP, BGP y RSVP o una combinación de alguno de ellos. ETIQUETAS MPLS MPLS, tal cual ocurre en el enrutamiento tradicional, se basa en los destinos. Las funciones de las etiquetas MPLS son separar las operaciones de envío desde los destinos de capa 3 contenidos en la cabecera de los paquetes asociando una etiqueta con una FEC (Forwarding Equivalence Class). Siendo éste un mecanismo altamente eficiente para el envío de información. Las FEC son un conjunto de paquetes IP enviados de la misma manera, sobre la misma ruta y con el mismo tratamiento salto por salto. Una FEC podría corresponder a una red de destino o alguna clase de tráfico que el LSR considere significativo. Cada LSR en un LSP ordenará los paquetes en FEC asignándoles etiquetas coherentemente. Las etiquetas definen el destino, pero también pueden definir el nivel de servicio. El tráfico puede ser clasificado por tipo basándose en el SLA (Service Level Agreement). Estos pueden ser negociados con los ISP de tal manera que se obtenga un diseño reutilizable con otras redes MPLS. Las etiquetas son agregadas a los paquetes por los dispositivos LSR frontera, que en muchos casos pertenecen al ISP y es quien determinará la localización de estos dispositivos. Las etiquetas MPLS proporcionan un mecanismo por el cual los paquetes pueden ser ordenados en varios FEC sin la necesidad de examinar la cabecera de capa 3. Cada LSP a lo largo del camino utiliza la etiqueta para tomar decisiones de envío para cada paquete. Dicha etiqueta es insertada entre la cabecera de capa 2 y la cabecera de capa 3. Este mecanismo se llama frame mode MPLS. www.FreeLibros.com 574 REDES CISCO. CCNP a Fondo ©RA-M A 20 bits 3 bits 1 bit 8 bits Label Exp CoS S TTL La meta final es reducir la cantidad de información necesaria para realizar envíos de paquetes y al mismo tiempo eliminar la dependencia de enviar información de capa 3 generando una total independencia del protocolo correspondiente a dicha capa. La etiqueta está formada por una estructura de 32 bits en 4 octetos que incluyen los siguientes campos: • Label, 20 bits, éste es el propio campo de la etiqueta. Puede tener valores desde 0 a 1048575. • Experimental CoS, 3 bits, no está definido en la RPC 3031, Cisco utiliza este campo para CoS (Class of Service). • Bottom of Stack Indicator, 1 bit, es utilizado cuando existen múltiples etiquetas MPLS en un mismo paquete. Puede tomar valores de 0 y 1; un valor en 1 indica que esta etiqueta es la última del stack. • Time To Live (TTL), 8 bits, cumple las mismas funciones que en la cabecera IP. Pilas de etiquetas Es posible una remota comparación de los paquetes con la encapsulación IP, la cual puede ocurrir por ejemplo con GRE (Generic Routing Encapsulation) para transportar tráfico IP. Esencialmente este mecanismo permite transportar tráfico IP, por cada paquete que hay en el túnel hay dos cabeceras IP, solamente la primera es utilizada para tomar decisiones de enrutamiento hasta que el paquete alcanza el destino del túnel, en ese punto la cabecera IP extra es eliminada. Label stack funciona de una manera similar, se añaden de manera específica y se eliminan cuando no son necesarios. Las etiquetas que están por debajo no son examinadas hasta que la etiqueta precedente es utilizada y eliminada del stack. La utilización de etiquetas en general es relativamente fácil en diseños MPLS normales, es posible que existan escenarios donde deban emplearse varias etiquetas MPLS para conseguir el propósito deseado. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 575 Algunos de los escenarios más comunes pueden ser los siguientes: • MPLS VPN, es este caso MPBGP (Multiprotocol BGP) se utiliza para propagar información relevante a la segunda etiqueta sobre paquetes que identifiquen VPN. • MPLS TE (Traffic Engineering), utiliza RSVP para establecer túneles LSP. RSVP propaga información adicional sobre etiquetas usadas para identificar el túnel LSP. • MPLS VPN con MPLS TE, tres o más etiquetas se añaden en una trama, donde se incluyen la etiqueta MPLS primaries, otra etiqueta VPN y la etiqueta de Traffic Engineering para el LSP. En las cabeceras MPLS el PID (Protocol Identifier) identifica el tipo de protocolo de capa 3 que se va a utilizar. El PID puede ser modificado para indicar que dos o más etiquetas han sido insertadas. El procesamiento de las etiquetas siempre se basa en la primera de ellas, sin tener en cuenta las siguientes. Estas se ubican por niveles por lo que obtienen el nombre de Level 1, level 2, etc. Una vez que las etiquetas han cumplido su función son eliminadas, a través del mecanismo Pop. MPLS en modo trama Las tramas o frames en modo MPLS denotan el uso de MPLS con encapsulación Ethernet o con otro tipo de interfaces que encapsulen con algún tipo de trama o fi^ame. Existe otra modalidad llamada MPLS Cell, que funciona con ATM, que está fuera del contenido de este libro. Cuando un router PE recibe un paquete tiene que tomar una decisión como un router normal si la interfaz de salida es una interfaz con MPLS activo, el router inserta una etiqueta y encapsula el paquete en la estructura de la trama de capa 2 que corresponda. Este router también puede modificar el campo del tipo de Ethernet en la cabecera de la trama para especificar si fuera necesario el protocolo de capa 3. Finalmente envía el paquete a la dirección del próximo salto correspondiente. Si el router que recibe el paquete es un LSR, en el core procesará el paquete basándose en las etiquetas de entrada y salida. Nunca se toman decisiones de enrutamiento en router que no son PE debido a que la FIB ha sido previamente construida y todos los destinos ya están establecidos. www.FreeLibros.com 576 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A ENVÍO DE TRÁFICO BASADO EN ETIQUETAS El envío de tráfico MPLS es realizado por dispositivos que son capaces de hacer una búsqueda de etiquetas y sustituirlas por las siguientes. Este tipo de dispositivo no analiza la cabecera de capa de red. La nomenclatura y el propósito de estos dispositivos se establecen según la posición dentro de la arquitectura MPLS. Un LSR (Label Switching Routers) es un nodo MPLS capaz de enviar tráfico de capa 3 basándose en las etiquetas correspondientes a cada paquete. Los LSR deben tener la capacidad de funcionar tanto en el Plano de control como en el Data plañe, es este último el que contiene la información de enrutamiento, tal como ocurre con los protocolos de enrutamiento tradicionales. En MPLS todo funciona a través de etiquetas, incluso cuando cada LSR tenga una tabla de enrutamiento actualizada y en convergencia, no tomará decisiones de envío de enrutamiento. El LSR mantendrá su tabla de enrutamiento sólo para asegurar que la FIB está actualizada con la versión más reciente, de tal manera que las etiquetas puedan ser asignadas correctamente y los paquetes sean finalmente enviados. La distribución de las etiquetas es función del protocolo de distribución de etiquetas como puede ser LDP, quien se encarga de construir las LFIB en el Data plañe. Un dispositivo frontera LSR se encargará de enviar paquetes con el añadido funcional de tener que eliminar o remover etiquetas, no debe ser necesariamente un router PE. Según la decisión de envío del LSR frontera pueden existir varios tipos de escenarios: • Un paquete puede ser enviado como un paquete IP normal basado en la dirección IP del destino; en este caso la interfaz de salida no tiene habilitado MPLS. • Un paquete recibido puede ser enviado como un paquete etiquetado MPLS basado en la dirección IP; en este caso la interfaz de salida tiene habilitado MPLS. • Un paquete etiquetado es recibido y enviado basándose únicamente en la etiqueta. La etiqueta de entrada se examina y se cambia según la LFIB de tal manera que pueda ser enviado al próximo salto MPLS. www.FreeLibros.com © RA-MA • CAPÍTULO 25. MPLS 577 Un paquete etiquetado se recibe y es enviado basándose en la etiqueta aunque la LFIB muestra que el LSR frontera es el MPLS de salida; en este caso la etiqueta es eliminada y el paquete es enviado normalmente. Si un paquete etiquetado recibido se pierde es un síntoma de que faltan datos en la LFIB, incluso si el destino está mapeado en la tabla de enrutamiento. Como ya se ha descrito anteriormente, MPLS es independiente del protocolo de capa 3 que se esté utilizando. Generalmente este protocolo suele ser IP. Cuando todos los routers de la red han elaborado su tabla de enrutamiento, con todos los destinos dentro de la red, entonces la red ha convergido. La convergencia es más o menos rápida dependiendo de los protocolos de enrutamiento. Cuando existen eventos que no permiten que la convergencia sea efectiva, afectará al rendimiento de la red. Cuando existen recursos inalcanzables porque la red es inestable puede producirse un impacto considerable en la misma. LIB, LFIB y FIB Estos tres términos están asociados pero a la vez son independientes. La configuración correcta de un protocolo de enrutamiento avanzado puede limitar los efectos de la convergencia en la red, esto siempre es deseable debido a que cuando el router está convergiendo no enrutará tráfico. MPLS depende el protocolo de routing subyacente para tomar la formación que necesita y construir las LFIB. Éstas son esencialmente la “tabla de rutas” de las etiquetas. Las etiquetas son compartidas a través de protocolos de distribución pero la información se construye inicialmente por medio de los protocolos de enrutamiento. Si la red IP experimenta problemas de convergencia u otras inestabilidades, la red MPLS se verá afectada. Una vez que la tabla de enrutamiento se construye y la red converge, cada LSR asigna etiquetas a cada destino de red reflejado en la tabla de enrutamiento; éstas tienen significado local y se almacenan en la LIB (Label Information Base). El LSR anuncia sus etiquetas asignadas a los vecinos adyacentes quienes a su vez lo hacen a sus pares. Estos últimos asocian la información de etiquetas recibidas asociándolas con el próximo salto con la finalidad de alcanzar el destino apropiado. Toda esta información se almacena en las FIB y LFIB. Cada LSR construye su LIB, LFIB y FIB basándose en las etiquetas recibidas. Normalmente sólo las redes del ISP asignarán etiquetas del tipo allocation, imposition, swapping, y/o popping. Una red empresarial no tiene necesidad de ver este tipo de etiquetas. www.FreeLibros.com 578 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A LIB forma parte del Plano de control cuya base de datos es usada por el LDP para la distribución de etiquetas. Cuando esto ocurre los prefijos IP son asociados con sus entradas de etiquetas locales y el próximo salto con la información aprendida anteriormente. La LIB mantiene el enlace entre los prefijos IP, la etiqueta asignada y la etiqueta que se asignará. La LFIB es parte del Data plañe y funciona como la base de datos usada para enviar paquetes ya etiquetados. El IGP se utiliza para propagar la tabla de enrutamiento a todos los routers MPLS a través de la red. Basándose en la información compartida cada uno de los routers determina la ruta con la métrica más atractiva para los diferentes destinos de red. Las etiquetas generadas localmente se anuncian a los pares que están en sentido ascendente hacia el destino. Finalmente se tienen etiquetas de entrada y de salida tanto para el tráfico ascendente como para el descendente. Si el destino no está etiquetado, será entonces enrutado en lugar de ser conmutado por etiquetas. La siguiente sintaxis muestra la composición de una LFIB: Router#show mpls forwarding-table Bytes tag Outgoing Next Local Outgoing Prefix tag tag or VC or Tunnel Id switched interface 16 Pop tag 1.1.1.1/32 0 GiO/1 17 Pop tag 2.2.2.2/32 0 GiO/1 10.10.1.1 18 Pop tag 3.3.3.3/32 0 GiO/1 10.10.1.1 10.10.1.1 Si un destino de salida es alcanzado por una interfaz de salida que no es MPLS, se utiliza la información contenida en la FIB ignorando la LIB y la LFIB. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS Etiqueta entrante Prefijo 10.3 10,1 10.4 Etiqueta saliente 11 20 38 Etiqueta entrante IS 40 SS Prefijo 579 Etiqueta saliente 10,3 10.1 10.4 En todos los routers de la figura anterior el protocolo de enrutamiento IP ha alcanzado el estado de convergencia. La LIB, LFIB y FIB están construidas a partir de dicho protocolo y con las actualizaciones de LDP. El protocolo de enrutamiento anuncia destinos de su red IP mientras que el LSR construye las etiquetas para cada uno de los destinos aprendidos. El siguiente ejemplo muestra las FIB de GBP y OSPF Router#sh ip bgp BGP table versión is 11, local router ID is 192.168.1.1 Status codes: s suppressed, d damped, h históry, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? — incortiplete Network v Next Hop -Metric LocPrf Weight Path *>il.1.1.1/32 10.10.1.1 0 100 0 i *>i2.2.2.2/32 10.10.1.1 0 100 0 i *>i3.3.3.3/32 10.10.1.1 0 100 0 i * ilO.10.1.0/24 10.10.1.1 0 100 0 i *> 0.0.0.0 0 32768 i *> 172.16.0.0 0.0.0.0 0 32768 i *> 192.168.1.0 0.0.0.0 0 32768 i *> 192.168.1.2/32 0.0.0.0 0 32768 ? Router#sh ip ro www.FreeLibros.com 580 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF Ínter area Ni - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 El - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS suimnary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS ínter area, * - candidate default, U - per-user static route o - ODR, P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is 172.16.0.1 to network 0.0.0.0 1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets O 1.1.1.1 [110/2] via 10.10.1.1, 00:01:23, GigabitEthernetO/1 2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets 0 2.2.2.2 [110/2] via 10.10.1.1, 00:01:23, GigabitEthernetO/1 3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets 0 3.3.3.3 [110/2] via 10.10.1.1, 00:01:23, GigabitEthernetO/1 C 172.16.0.0/16 is directly connected, Vlanl 10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 10.10.1.0 is directly connected, GigabitEthernetO/1 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks C 192.168.1.0/24 is directly connected, VlanlOO S 192.168.1.2/32 is directly connected, Service-Engine0/0 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 172.16.0.1 DISTRIBUCIÓN DE ETIQUETAS MPLS añade una sobrecarga adicional para la comunicación entre routers adyacentes, sumada a la propagación de los prefijos de enrutamiento se agregan las funcionalidades de mantenimiento de las LIB y LFIB junto con las tablas de adyacencia, generando un consumo de recursos extra. -CEF, LDP y otros procesos contribuyen también al aumento de consumo de dichos recursos. La distribución de etiquetas se lleva a cabo a través de un protocolo de distribución de etiquetas, como LDP, particularmente MPLS LDP. Hay que tener en cuenta que la arquitectura de MPLS permite dos formas de propagar la información necesaria: 1. Extender la funcionalidad de los protocolos existentes. 2. Crear nuevos protocolos dedicados a la tarea de intercambios de etiquetas. Extender la funcionalidad de un protocolo existente requiere bastante tiempo y esfuerzo, especialmente en BGP y OSPF. LDP se implementa en el Panel www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 581 de control para intercambiar etiquetas con los vecinos, almacenando los resultados en la LIB. En una arquitectura MPLS la decisión de asignar una etiqueta en particular a un FEC es propiedad del LSR en cada host a lo largo del camino. El LSR anterior informa al siguiente LSR sobre las etiquetas decididas para esa FEC, esto implica esencialmente que las etiquetas se asignan en sentido ascendente hacia el destino. El flujo del tráfico es un factor importante teniendo en cuenta que ocurre en un sentido bidireccional, es decir, que las etiquetas serán propagadas en ambas direcciones. Split Horizon hace que las etiquetas sean distribuidas en sentido descendente evitando que se propaguen hacia el vecino que propagó la etiqueta. La FIB está sujeta a las normas de horizonte dividido por defecto desde el punto de vista del enrutamiento, por lo tanto la LIB y la LFIB también lo están. La distribución de etiquetas puede ocurrir de dos formas: • Unsolicited downstream • Downstream-ondemand Cualquiera de los dos casos ocurre ante un evento de convergencia, un vecino MPLS puede enviar (Unsolicited downstream) o solicitar que le envíen alguna actualización (Downstream-ondemand). Un ejemplo es cuando una etiqueta no está asociada a un FEC determinado. Propagación de paquetes Un paquete de entrada puede ser enviado de múltiples maneras incluyendo con o sin imposición de etiquetas. El dispositivo LSR frontera será el encargado de ejecutar Pop para quitar la etiqueta. Un paquete que no contenga ninguna etiqueta puede ser etiquetado y enviado por un router borde LSR aunque existen excepciones a este proceso en los casos en los que durante la convergencia de red la información de destino esté incompleta. Cuando un paquete llega a un LSR antes de que tenga conocimiento de la etiqueta asociada a la FEC para reenviar el paquete ya etiquetado, el envío se realizará basándose en la información almacenada en la FIB. Este paquete será enviado al próximo salto según dicha información. El router siguiente realiza una búsqueda tratando de encontrar la información del mapeo de la etiqueta con la FEC www.FreeLibros.com 582 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A correspondiente. En caso de que la tenga, el router incluye la etiqueta y envía el paquete. En caso de que fiiera así el proceso se vuelve a repetir. Puede ser posible que el router utilice CEF para conmutar el paquete durante todo el camino de la red. El motivo de este mecanismo es permitir el envío de paquetes en tiempo de convergencia en situaciones donde los routers MPLS no tienen etiquetas para una FEC en particular. PHP Cuando existe una ruta MPLS desde un origen hacia un destino se crea un LSP (Label Switched Path), que es esencialmente un túnel entre ambos extremos basándose en una FEC en particular. Se podría decir que este túnel lleva asociados varios caminos posibles debido a que pueden existir varias FEC que compartan etiquetas en algún punto en particular de este camino. Los LSR frontera contienen una FEC en especial, lo que permite el ejecutar un mecanismo llamado pemiltimate hop popping, PHP. PHP es una característica propia de MPLS habilitada por defecto. En un LSR frontera de salida se realiza una búsqueda en la LFIB para localizar paquetes etiquetados. En caso de que la red se encuentre directamente conectada no se incluye ninguna etiqueta para ese destino en particular, es decir, la etiqueta es eliminada y se realiza una búsqueda en la FIB. Este proceso demanda dos tipos de búsquedas distintas de manera redundante. La eficacia de PHP permite al LSR anterior al LSR frontera quitar la etiqueta antes de enviarla, de ahí el termino penultimate hop popping haciendo que no se realicen búsquedas redundantes innecesarias. CONFIGURACIÓN MPLS La configuración de los routers MPLS es bastante simple, teniendo siempre en cuenta ciertas consideraciones tales como el tamaño de la red y el número de prefijos que serán propagados. MPLS y la sobrecarga asociada pueden llegar a ser un factor significativo en lo que respecta a consumo de recursos de un router. En un entorno de ISP el router debe mantener toda la tabla de Internet, sumando más de 300000 prefijos. Dentro del ámbito del ISP se ejecutará algún protocolo IGP, tal como IS-IS, y un EGP, como puede ser BGP. Cada protocolo mantiene un número determinado de prefijos. BGP lo hará en este caso con todos www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 583 los prefijos públicos anunciados mientras que el IGP tendrá todos los destinos internos de la red del ISP. Por lo tanto la cantidad de información que se tiene que mantener actualizada en bastante grande. Sumándose a todo esto la necesidad de mantener la tabla CEF más las tablas que requieren el uso de MPLS, como la FIB, LIB y LFIB. Junto con la información de adyacencias requeridas por el IGP, el EGP y MPLS. Con todo esto es fácil entender por qué los routers pueden sobrecargarse. La idea que fundamenta a MPLS es aplicar etiquetas entre los campos de capa 3 y capa 2 aunque puede causar problemas en paquetes grandes. La adición de estos 4 bytes adicionales podría causar que las tramas mayores de lo permitido por las MTU configuradas en la interfaz no permitan pasar dichas tramas. Esta es una más de las consideraciones dentro de las configuraciones de las interfaces que hay que tener en cuenta. La configuración en la habilitación de MPLS es muy simple y consiste en muy pocos pasos: 1. Configurar CEF. Cef debe estar habilitado como un requisito previo a la configuración de MPLS. En las IOS actuales vieneconfigurado por defecto. 2. Configurar MPLS modo trama en interfaces. 3. Configurar los tamaños de MTU apropiados. Configuración de CEF CEF es un mecanismo propietario de Cisco, es un sistema de conmutación altamente rápido y eficiente. CEF proporciona un mecanismo de conmutación en capa 3 que optimiza el rendimiento y estabilidad en redes grandes. Consume menos recursos de CPU que otros mecanismos de conmutación permitiendo liberar más ciclos de CPU para otras aplicaciones. CEF puede ser ejecutado de modo central o modo distribuido. En modo central sólo es posible una sola instancia en cada router. CEF en modo distribuido (dCEF) está diseñado para ser ejecutado en router de gama alta, permitiendo a cada tarjeta del router ejecutar y mantener su propio mecanismo de conmutación haciendo que las conmutaciones se ejecuten dentro de la propia tarjeta. Como se ha explicado anteriormente la FIB es una copia de la tabla de enrutamiento, conteniendo todos los prefijos de enrutamiento conocidos de dicha tabla. CEF utiliza la FIB para mantener actualizada su tabla de adyacencias. La FIB se utiliza para tomar decisiones a nivel IP y la tabla de adyacencia proporciona www.FreeLibros.com 584 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A información a nivel de capa 2 incluyendo la información de próximo salto de dicha capa. Ambas constituyen la base operacional para CEF. CEF utiliza la tabla de adyacencias para incluir información de capa 2 en el tráfico de salida, esto evita la necesidad de utilizar ARP como mecanismo de resolución de capa 2 y 3 CEF se habilita de manera global con el siguiente comando: router(conf ig)#ip cef Opcionalmente el comando también puede ser habilitado en modo distribuido dependiendo de la plataforma que se use: router(conf ig)#ip cef distributed El modo distribuido de CEF solamente deberiá ser utilizado cuando las tarjetas o módulos del router son capaces de ejecutar express forwarding. Lo que permite a la procesadora de la tarjeta manejar las funcionalidades de conmutación. Para habilitar CEF en una interfaz en particular se utiliza el siguiente comando dentro del modo de la interfaz en cuestión: router(config-if )#ip route-cache cef Para deshabilitar cualquiera de los anteriores comandos bastará con anteponer no a cualquiera de ellos. Existen varias opciones adicionales para la configuración de CEF: • CEF load balancing, puede ser configurado por destino o por paquete. • CEF network accounting, permite obtener estadísticas de tráfico tales como paquetes y bytes conmutados para un determinado prefijo. • CEF distributed tunnel switching, esta opción es habilitada automáticamente con CEF y permite la conmutación de túneles tales como los GRE. Esta opción no es configurable. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 25. MPLS 585 Para monitorizar y ver estadísticas de CEF se puede utilizar el siguiente comando: router#show ip cef detail IP CEF with switching (Table Versión 21), flags=0x0 16 routes, 0 reresolve, 0 unresolved (0 oíd, 0 n e w ) , peak 0 16 leaves, 24 nodes, 27392 bytes, 29 inserts, 13 invalidations 0 load sharing elements, 0 bytes, 0 references universal per-destination load sharing algorithm, id CB41AB75 3(0) CEF resets, 0 revisions of existing leaves Resolution Timer: Exponential (currently ls, peak ls) 0 in-place/0 aborted modifications refcounts: 6433 leaf, 6400 node Table epoch: 0 (16 entries at this epoch) Adjacency Table has 2 adjacencies 0.0.0.0/0, versión 0, epoch 0, attached, default route handler 0 packets, 0 bytes via 0.0.0.0, 0 dependencies valid no route adjacency 0.0.0.0/32, versión 1, epoch 0, receive 1.1.1.1/32, versión 18, epoch 0, connected, receive tag information set local tag: implicit-null 2.2.2.2/32, versión 19, epoch 0, connected, receive tag information set local tag: implicit-null 3.3.3.3/32, versión 20, epoch 0, connected, receive tag information set local tag: implicit-null 10.10.1.0/24, versión 13, epoch 0, attached, connected 0 packets, 0 bytes tag information set local tag: implicit-null via GigabitEthernetO/l, 0 dependencies valid glean adjacency 10.10.1.0/32, versión 11, epoch 0, receive 10.10.1.1/32, versión 10, epoch 0, receive 10.10.1.2/32, versión 14, epoch 0, connected, cached adjacency 10. 1 0 . 1.2 0 packets, 0 bytes via 10.10.1.2, GigabitEthernetO/l, 0 dependencies next hop 10.10.1.2, GigabitEthernetO/1 valid cached adjacency 10.10.1.255/32, versión 12, epoch 0, receive 172.16.0.0/16, versión 15, epoch 0, cached adjacency 10.10.1.2 0 packets, 0 bytes tag information set local tag: 16 via 10.10.1.2, GigabitEthernetO/1, 0 dependencies next hop 10.10.1.2, GigabitEthernet0/1 valid cached adjacency tag rewrite with Gi0/1, 10.10.1.2, tags imposed: {> www.FreeLibros.com 586 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A 192.168.1.0/24, versión 16, epoch 0, cached adjacency 10.10.1.2 0 packets, 0 bytes tag information set local tag: 17 via 10.10.1.2, GigabitEthernet0/1, 0 dependencies next hop 10.10.1.2, GigabitEthernetO/1 valid cached adjacency tag rewrite with Gi0/1, 10.10.1.2, tags imposed: {} 192.168.1.2/32, versión 17, epoch 0, cached adjacency 10.10.1.2 0 packets, 0 bytes tag information set local tag: 18 via 10.10.1.2, GigabitEthernetO/1, 0 dependencies next hop 10.10.1.2, GigabitEthernetO/1 valid cached adjacency tag rewrite with Gi0/1, 10.10.1.2, tags imposed: {} 224.0.0.0/4, versión 7, epoch 0 0 pac k e t s , 0 bytes via 0 .0.0.0, 0 dependencies next hop 0 .0 .0 .0 valid drop adjacency 224.0.0.0/24, versión 3, epoch 0, receive 255.255.255.255/32, versión 2, epoch 0, receive Otros parámetros de configuración para el show ip CEF están expuestos en la siguiente tabla: Parámetro Descripción Unresolved Muestra entradas CEF no resueltas. Summary Muestra un resumen de la FIB. Adjacency Muestra entradas FIB conocidas a través de una interfaz y next-hop en particular. A.B.C.D Muestra una entrada FIB para una red de destino específica. A.B.C.D A.B.C.D Muestra una entrada FIB para una red de destino y máscara específica. Longer-prefixes Muestra una entrada FIB para todos los destinos específicos. www.FreeLibros.com © R A -M A CAPÍTULO 25. MPLS Detail Muestra información detallada de la FIB. Type number Muestra entradas FIB específicas de una interfaz. 587 Hay circunstancias en que CEF puede provocar la inestabilidad de la red, para esos momentos los siguientes comandos pueden dar algún tipo de soporte: • clear adjacency • clear ip cef inconsistency • clear cef interface • debug ip cef • debug ip cef events Configuración de una interfaz MPLS El siguiente paso en la implementación de MPLS consiste en la configuración de los parámetros de la interfaz, esto significa la habilitación de un protocolo de etiquetas. En algunos entornos se utiliza el TDP (Tag Distribution Protocol), protocolo propietario de Cisco, pero no es un estándar compatible con otros fabricantes. Fue creado por Cisco cuando no había ninguna solución para implementar con MPLS. Posteriormente fue estandarizado dando como resultado el LDP (Label Distribution Protocol). Para habilitar MPLS en un router basta con el comando mpls ip en la configuración global o en cada una de las interfaces donde deba ejecutarse. Por defecto los routers Cisco llevan el soporte MPLS implementado. Puede ser deshabilitado anteponiendo un no antes del comando. MPLS se configura de manera individual en cada una de las interfaces que participen en el entorno MPLS para posteriormente habilitar un protocolo de distribución con el comando mpls label protocol. www.FreeLibros.com 588 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A La siguiente tabla muestra los parámetros que puede tener este comando: Parámetro Descripción both Para utilizar LDP o TDP. ldp Para LDP tdp Para TDP El parámetro both puede utilizarse con interfaces multiacceso donde existen vecino que puedan ejecutar ambos protocolos. LDP es el protocolo por defecto para el intercambio de etiquetas a partir de la versión de IOS 12.4(3). En las versiones anteriores el protocolo por defecto era TDP. Para evitar confusiones siempre es mejor definir el protocolo manualmente. Las interfaces que no son MPLS deberían tener ACL aplicadas para bloquear tráfico TDP o LDP. Ambos utilizan puertos UDP para excluir a los vecinos y posteriormente TCP para establecer las sesiones que funcionan como transporte de este protocolo. LDP utiliza los puertos TCP/UDP 711 y LDP utiliza los puertos TCP/UDP 646. UDP se utiliza constantemente para el descubrimiento de los vecinos. Sin el comando mpls ip habilitado en las interfaces las adyacencias no se formarán. En un entorno multifabricante se debe tener la precaución de no utilizar nunca TDP debido a que sólo funcionan en routers Cisco; el parámetro both evita posibles confusiones. La siguiente sintaxis muestra la aplicación de algunos de los comandos anteriores: Router_A#show running-config Building conf i guration... versión 12.4 no service pad service timestamps debug datetime msec service timestamps log datetime m sec service password-encryption service sequence-numbers ¡ hostname Router_A i no logging buffered www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 589 clock timezone CST -6 clock summer-time CDT recurring i i ip cef i interface GigabitEthernetO/1 ip address 10.10.1.1 255.255.255.0 dúplex full speed 1000 mpls label protocol ldp mpls ip i line con 0 logging synchronous login local line aux 0 line vty 0 4 login local transport input telnet ssh line vty 5 15 login local transport input telnet ssh end Configuración de la MTU Como se ha mencionado anteriormente el agregado de una o más etiquetas al paquete que va atravesando la red MPLS podría causar un exceso del tamaño de la MTU en las interfaces. Este es el problema más común experimentado en el despliegue de redes MPLS. Suele ocurrir en las interfaces LAN donde normalmente la MTU es de 1500 bytes. La mayor parte de las interfaces WAN poseen una MTU mucho mayor. El tamaño de la MTU tiene que ser incrementado por una cantidad igual o superior a los bytes que suponen el agregado de las etiquetas. Si sólo se añaden 4 bytes sólo será posible incertar una sola etiqueta. Por lo tanto-siempre se aconsejan MTU de 1512 bytes o mayor. El comando para la configuración de la MTU con esos valores en MPLS es el siguiente: Router(config-if )#mpls mtu 1512 El rango posible para el tamaño de las MTU es de 64 a 65535 bytes. www.FreeLibros.com 590 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A Para verificar que las adyacencias LDP se han establecido se puede utilizar el siguiente comando: Router#sh mpls ldp neighbor Peer LDP Ident: 192.168.1.1:0; Local LDP Ident 3.3.3.3:0 TCP connection: 192.168.1.1.17080 - 3.3.3.3.646 State: Oper; Msgs sent/rcvd: 17/18; Downstream Up time: 00:07:01 LDP discovery sources: GigabitEthernetO/l, Src IP addr: 10.10.1.2 Addresses bound to peer LDP Ident: 172.16.0.4 192.168.1.1 10.10.1.2 La monitorización de etiquetas en tiempo real puede hacerse con el comando debug mpls ldp bindings: Router#debug mpls ldp bindings LDP Label Information Base (LIB) changes debugging is on Router# 000049: Apr 20 19:18:33.271: tib: find route tags: 10.10.1.0/24, GiO/1, nh 0.0.0.0, res nh 0.0.0.0 000050: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: announce labels for: 10.10.1.0/24; nh 0.0.0.0, GiO/ 1, inlabel imp-null, outlabel unknown (from 0.0.0.0:0), find route tags 000051: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: tc_iprouting_table_change: 10.10.1.0/255.255.255.0, event 0x1 000052: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: rib change: 10.10.1.0/255.255.255.0; event 0x1; ndb attrflags 0x1000220; ndb->pdb_index 0x0 000053: Apr 20 19:18:33.271: tib: find route tags: 1.1.1.1/32, Lol, nh 0.0.0.0, res nh 0.0.0.0 000054: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: announce labels for: 1.1.1.1/32; nh 0.0.0.0, Lol, inlabel imp-null, outlabel unknown (from 0.0.0.0:0), find route tags 000055: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: tc_iprouting_table_change: 1.1.1.1/255.255.255.255, event 0x1 000056: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: rib change: 1.1.1.1/255.255.255.255; event 0x1; ndb attrflags 0x1000220; ndb->pdb_index 0x0 000057: Apr 20 19:18:33.271: tib: find route tags: 2.2.2.2/32, L o 2 , nh 0.0.0.0, res nh 0.0.0.0 000058: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: announce labels for: 2.2.2.2/32; nh 0.0.0.0, L o 2 , inlabel imp-nu l l , outlabel unknown (from 0.0.0.0:0), find route tags www.FreeLibros.com © R A -M A CAPÍTULO 25. MPLS 591 000059: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: tc_iprouting_table_change: 2.2.2.2/255.255.255.255, event 0x1 000060: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: rib change: 2.2.2.2/255.255.255.255; event 0x1; ndb attrflags 0x1000220; ndb->pdb_index 0x0 000061: Apr 20 19:18:33.271: tib: find route tags: 3.3.3.3/32, Lo3, nh 0. 0. 0.0, res nh . . 0 0 0.0 000062: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: announce labels for: 3.3.3.3/32; nh 0.0.0.0, L o 3 , inlabel imp-null, outlabel unknown (from 0 .0.0.0 :0), find route tags 000063: Apr 20 19:18:33.271: tagcon: tc_iprouting_table_change: 3.3.3.3/255.255.255.255, event 0x1 000064: Apr 20 19:18:33.275: tagcon: rib change: 3.3.3.3/255.255.255.255; event 0x1; ndb attrflags 0x1000220; ndb->pdb_index 0x0 000065: Apr 20 19:18:33.275: tib: find route tags: 172.16.0.0/16, GiO/1, nh 10.10.1.2, res nh 10.10.1.2 000066: Apr 20 19: MPLS CON TECNOLOGÍA VPN Para comprender debidamente la tecnología que ofrecen las VPN sobre MPLS es necesario comprender anticipadamente los posibles problemas que pueden surgir. Las VPN en MPLS son una solución WAN de capa 3 que soluciona el problema de las WAN de capa 2, proporcionando conectividad de muchos a muchos entre sitios de una manera económica y efectiva. En el pasado cada vez que era necesario extender la topología suponía un desembolso importante de dinero lo que siempre hacía difícil dicha extensión. Una topología de malla extendida puede ser muy robusta pero extremadamente costosa, mientras que otras menos caras no ofrecen la solución adecuada. MPLS significó la respuesta y la solución a esté problema. Con esta tecnología es posible tener una topología de malla completa pero con la capacidad de hacerlo a nivel de capa 3. La posibilidad de arquitectura que proporciona esta solución es la creación de redes WAN entre los circuitos existentes a nivel de capa 2. La idea de las VPN siempre se asocia con los conceptos de privacidad y seguridad. El término VPN abarca conceptos muy amplios, la siguiente figura ilustra algunos de éstos: www.FreeLibros.com 592 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A VPN tra d ic io n a le s VPN nivel 1 ¡ VPN , X' 25 Tl/n a DSO E l/n x DSO | I Frame-RelayJ ATM - VPN . nlyel^ y jt CREE IPsec Redes V irtu a le s En escénica esta figura muestra la evolución de la VPN y cómo éstas abarcan un conjunto diferente de tecnologías dependiendo de cómo sean desarrolladas o desplegadas. Las VPN permiten el uso de infraestructura compartida ofrecida por un ISP para implementar redes privadas. El uso de seguridad está sujeto a negociación, los ISP ofrecen servicios adicionales tales como firewall para filtrar tráfico indeseado. Desde un punto de vista de implementación de VPN existen dos tipos de modelos: 1. Overlay VPN, o tradicionales, incluye tecnologías como X.25, FrameRelay, ATM (Asynchronous Transfer Mode) para VPN de capa 2 y túneles GRE e IPsec para VPN de nivel 3. 2. Peer to peer VPN, son implementadas con ISP compartidos y las infraestructuras son realizadas con ACL para separar a los distintos clientes. VPN tradicionales Las VPN tradicionales han sido utilizadas durante mucho tiempo y se basan en el modelo de capa 2 en el que el ISP ofrece una cantidad de circuitos virtuales. Como muchas otras tecnologías de red las conexiones VPN van evolucionando desde capa 1 hasta las capas superiores. El concepto de VPN www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 25. MPLS 593 comenzó años atrás cuando se utilizaban circuitos TDM (Time-Division Multiplex); la evolución fue constante hasta alcanzar la capa 2 y la capa 3. Las implementaciones de VPN de capa 1 fueron ofrecidas por algunos ISP como simples circuitos de capa 1. Esto incluye tecnologías como RDSI y también los servicios DS como T I de 1544 Mbps o E l de 2048 Mbps. Otras tecnologías como SONET o SDH también fueron implementadas posteriormente con el objeto de ofrecer mayor velocidad. El ISP implementaba la capa 1 y el cliente era el responsable de aplicar las características necesarias de capa 2. Las VPN de capa 2 tienen relación con tecnologías como X.25, FrameRelay, ATM, HDLC, SDLC, SMDS y otras. En este punto el ISP ofrece servicios de capa 1 y capa 2 dejando los servicios de niveles superiores a discreción del cliente. La siguiente figura muestra el clásico ejemplo de una VPN de capa 2: La conectividad tradicional WAN conlleva parámetros de configuración manual de capa 3 para opciones de enrutamiento a través de los circuitos WAN. Un ejemplo son las opciones de broadcast en las configuraciones Frame-Relay para permitir que las actualizaciones de enrutamiento se transmitan sin problemas. www.FreeLibros.com 594 © RA-MA REDES CISCO. CCNP a Fondo VPN peer to peer Las VPN peer to peer hacen que el ISP tenga un papel más activo en las operaciones de enrutamiento de cada cliente. El ISP mantendrá información de instancias de enrutamiento separadas dentro de su red. El router CE (Customer Edge) comparte información sólo con el router PE (Provider Edge) a través del circuito del ISP. Esta conexión e intercambio de información con el ISP facilita el concepto de VPN peer to peer. Esta evolución hace que la VPN no sólo transporte tráfico de capa 3 sino que además sepa de qué tipo de tráfico se trata y sepa para qué utilizarlo. La siguiente figura ilustra este concepto: Incluso cuando el bucle local permanece igual, el sentido y escénica de la red ha cambiado. El proveedor de servicios toma parte activa en la infraestructura de enrutamiento. Una topología de malla extendida se pone en funcionamiento con un sólo enlace hacia la red del proveedor. La red es ahora mucho más robusta porque es una extensión de la red del ISP. Ventajas de las VPN Como tecnología de acceso avanzada ofrece múltiples posibilidades. Las opciones para la conectividad se adaptan a los requisitos de cada empresa. Los beneficios de las VPN son conocidos y además útiles para pequeñas y grandes empresas. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 595 Las VPN tradicionales son fáciles de implementar tanto del lado del ISP como por el del cliente. El proveedor no participa en los procesos de enrutamiento. Las VPN peer to peer proporcionan una solución óptima en los procesos de enrutamiento empleando topologías de malla completa proporcionando redundancias entre todos los sitios, sin necesidad de implementar cambios desde el punto de vista del cliente. Agregar sitios nuevos es tan simple como el agregado de nuevos routers e interconectarlos a un nuevo bucle local. La configuración no requiere múltiples circuitos para proporcionar capacidades de malla completa. Desventajas de las VPN El coste y las tareas administrativas asociadas en grandes empresas con las topologías de malla completa pueden ser enormes. Para reducir el número de circuitos virtuales requeridos se deben sacrificar posibles rutas redundantes. Esto requiere un control administrativo permanente de los circuitos virtuales para mantener la conectividad necesaria. Las VPN tradicionales también tienen problemas de sobrecarga cuando se utiliza IPsec o GRE. Los principales beneficios de las VPN peer to peer pueden ser también su principal desventaja, como por ejemplo en la participación del enrutamiento del cliente. La información de enrutamiento de las distintas redes es redistribuida entre el CE y el PE. Deben aplicarse filtros de enrutamiento en las interfaces de los routers para proteger ambas partes de flujos de rutas no deseadas. El cliente debe confiar en la capacidad del ISP para configurar y mantener la infraestructura de enrutamiento. En sitios críticos con routers redundantes y varias conexiones a distintos ISP, se deben tener consideraciones tales como la diversificación de los circuitos de manera que no todos éstos terminen en el mismo PE. El objetivo final es tratar de eliminar en lo posible puntos comunes de fallos. www.FreeLibros.com 596 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A La siguiente figura muestra este concepto: Circuito redundante con un único CE con un único PE ISP Circuito redundante con varios en CE y PE Como se ve en la figura es necesario que las rutas que son anunciadas por un circuito no sean redistribuidas fuera del PE para que no regresen por el circuito del CE impedir así posibles bucles de enrutamiento. Un simple filtrado en los routers PE ofrecería una solución. Otra posible desventaja es que los routers PE podrán ser un recurso compartido, es decir, que pueden existir varios clientes compartiéndolo. Este punto es negociable con el ISP. Junto con la asignación de recursos el ISP tiene que ser capaz de manera efectiva de tratar con muchos clientes que estarán utilizando direccionamientos privados, esto hace que la manutención de tablas de enrutamiento para cada cliente sea complicada e incluso más importante al repetirse los prefijos en muchos casos. El filtrado excesivo de rutas debe llevarse a cabo con la debida precaución ya que puede degradar la calidad del servicio. www.FreeLibros.com ©RA-MA CAPÍTULO 25. MPLS 597 MPLS VPN MPLS VPN contiene lo mejor de las VPN tradicionales y de las VPN peer to peer al mismo tiempo pero en un sólo producto. MPLS VPN son precisamente implementaciones de VPN peer to peer. La información de enrutamiento de cada cliente es guardada de manera segura y separada del resto de la información de los otros clientes mediante los RD (Route Distinguisher), que hacen que cada cliente sea único. El uso de los RD permite al ISP darle a cada cliente una separación lógica del resto aunque no estén físicamente separados. La información específica es actualizada por los propios protocolos de enrutamiento en instancias separadas en el mismo RD. La tabla creada por el protocolo de enrutamiento en el RD se llama VRF (Virtual Routing and Forwarding). Básicamente se puede decir que es una instancia de la tabla de enrutamiento. Terminología de MPLS VPN Muchas de las terminologías de MPLS VPN han sido explicadas anteriormente, sin embargo el resumen y otros términos agregados son los siguientes: • C network: red interna del cliente. • CE: router del cliente que se conecta al PE. • Label-Switched Path (LSP): es la ruta establecida para el uso de etiquetas en los paquetes a través de la red P en el tránsito hacia un destino en particular. • P network: red del proveedor de servicio. • P router: es el router MPLS en el core o backbone de la red y nunca está de cara al cliente. No lleva rutas VPN. • PE router: es el router MPLS del ISP, contiene rutas VPN y es el dispositivo que se conecta al router CE. • Penultimate Hop Pop (PHP): es el router P anterior al router P de destino y que se encarga de quitar la etiqueta y entregar el paquete al router PE. • PoP: punto de presencia del ISP. www.FreeLibros.com 598 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A • Route Distinguisher (RD): es un identificador de 64 bits que se antepone delante de la dirección IPv4 haciendo que ésta sea globalmente única. • Route Target (RT): es un atributo que se asocia a las rutas VPNv4 BGP. • Virtual Routing and Forwarding table (VRF): es una instancia de enrutamiento específica para un cliente. Tipos de router en MPLS VPN Arquitectura del router CE: desempeña un rol importante, es el dispositivo del cliente que está ejecutando un IGP e intercambia rutas a los vecinos descubiertos a través de cualquier protocolo, es decir que podrán intercambiar rutas con el PE independientemente del protocolo que el cliente tenga configurado o incluso con rutas estáticas. El router CE no conoce el mecanismo MPLS y no participa en ningún punto de su arquitectura, sencillamente envía y recibe información de enrutamiento y la intercambia con el PE. Arquitectura del router PE: es similar al típico PoP en la red del proveedor en el modelo dedicado peer to peer. La mayor diferencia es que en esa arquitectura está comprimida en un sólo dispositivo. Los routers PE son dispositivos de gama alta como por ejemplo los routers Cisco 7200 VXR. Cada cliente tiene asignado su propio RD y su tabla VRF dedicada para mantener los procesos de enrutamiento dentro de la infraestructura del proveedor de servicio. El enrutamiento dentro del backbone del ISP se ejecuta a través de otro proceso de enrutamiento con las redes propias del proveedor. El PE es un router que ejecuta diferentes instancias de protocolos de enrutamiento para mantener rutas específicas del cliente y rutas dentro del core del ISP. La VRF proporciona un aislamiento de las rutas del cliente, la información que contienen debe ser intercambiada entre los diferentes routers PE. Debe ejecutarse un protocolo de enrutamiento entre todos los routers PE para intercambiar la información de enrutamiento del cliente sin involucrar a los routers P. BGP es el único protocolo que proporciona la escalabilidad y flexibilidad necesarias para mantener el enrutamiento entre todos los PE de la red. Las relaciones de vecindad de la red se configuran entre los routers PE para que puedan www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 25. MPLS 599 intercambiar los prefijos de un cliente. La tabla de enrutamiento global en la red P no necesita llevar ninguna de las redes del cliente. Arquitectura del router P: forman el backbone de la red P. Éstos no llevan rutas VPN y utilizan protocolos tales como IS-IS, OSPF o BGP; funcionan únicamente sobre la red del proveedor y sólo poseen información de la red P en sus tablas de enrutamiento. Interactúan con los routers PE para intercambiar tráfico BGP y trasladar información de enrutamiento hacia los PE remotos. BGP es generalmente el protocolo preferido en redes P debido a su la escalabilidad y funcionalidad y no porque sea un requisito de MPLS. Router Distinguishers En los routers P se presenta el problema añadido de que muchos clientes utilizarán direccionamiento privado, lo que provoca que muchos de éstos tengan prefijos repetidos, por lo que existe una necesidad de mantener las rutas de los clientes separadas y de manera individual. Lo que diferenciará estas redes es que aunque tengan el mismo direccionamiento pertenecerán a interfaces diferentes. Los RD permiten que los prefijos sean mantenidos de manera única, este identificador es de 64 bits y se añade delante de la dirección IPv4. Estas direcciones resultantes son direcciones VPNv4 que serán anunciadas entre routers vecinos BGP en los routers PE. La implementación conocida como MPBGP soporta muchas familias de direcciones distintas a IPv4. Éste crea una entidad de 92 bits conocida como dirección VPNv4. Un IGP ejecutándose a través de un bucle local permite mover información de enrutamiento entre los routers PE y CE. Esta información de enrutamiento es redistribuida dentro de MPBGP, los prefijos se convierten entonces en prefijos VPNv4. Los routers PE tienen relaciones de vecindad establecidas vía IBGP y BGP, de manera que el intercambio de rutas es directo con los demás. Una vez que el PE recibe información VPNv4 de su vecino él RD, es removido y la información de las rutas es redistribuida dentro del IGP del cliente y pueden ser enviadas al Router CE para propagarlas a través de la empresa. Los valores del RD no tienen un significado especial o específico, simplemente están diseñados para permitir que las estructuras de enrutamiento puedan funcionar con otras aunque estén solapadas. Si todas las redes de los clientes fueran diferentes nunca podría existir un problema de solapamiento. www.FreeLibros.com 600 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A Normalmente cada cliente tiene un sólo RD asignado pero existen casos en los que éstos quieran ocultar información de enrutamiento entre departamentos u otros motivos dentro de la red VPN MPLS; en estos casos habrá que utilizar múltiples RD. Route Targets Para indicar que un sitio pertenece a muchas MPLS VPN hace falta un método adecuado en el que un conjunto de identifícadores VPN puedan ser unidos a unas rutas para indicar esa asociación. Un RD es el método adecuado para una simple VPN; los RT (Route Targets) se crearon para participar en topologías VPN más complejas. Un RT es un atributo adicional que es aplicado a un prefijo IPv4 de BGP para indicar asociación a una VPN. El RT es asociado a la ruta una vez que es convertida a ruta VPNv4 por los routers PE. Los RT adjuntos a la ruta son llamados export RT y se configuran independientemente para cada VRF en cada uno de los PE. Los export RT identifican las VPN a las cuales los sitios asociados en particular con una VRF pertenecen. Los import RT son aquellos que especifican unas rutas asociadas en particular con una VRF. Cuando las rutas VPNv4 se propagan a los router PE vecinos, las rutas deben ser importadas dentro de una VRF en particular y deben ser posteriormente seleccionadas esta función es propia de los import RT. Cada VRF en un PE puede tener múltiples import RT identificando el conjunto de VPN desde las cuales la VRF est,a aceptando rutas. En los casos de topologías VPN con solapamientos los RT se utilizan para identificar la asociación de la VPN y para además permitir más opciones en escenarios más complejos. Con esta implementación el CE anuncia rutas del PE a las que se les añade un RD para crear una dirección única VPNv4. Estas rutas son agregadas a las VRF apropiadas para la propagación hacia los PE remotos y redistribuidas a todos los routers CE. Flujo de paquetes en una red MPLS Los siguientes pasos describen la secuencia de envío de los paquetes MPLS de extremo a extremo, la figura posterior muestra el flujo de dichos paquetes a través de una red MPLS: www.FreeLibros.com © R A -M A CAPÍTULO 25. MPLS 601 1. Los routers PE reciben una actualización de IPv4 desde el router CE normalmente a través de un IGP configurado comúnmente; estas rutas son almacenadas en la tabla VRF correspondiente. 2. Las rutas del cliente desde la VRF son soportadas como rutas VPNv4 dentro de la instancia de MPBGP y propagadas hacia otros routers PE. Para llegar a dichas rutas VPNv4 los RD se añaden delante de las entradas de ruta. Para ser exportadas los export RT son puestos también en esas rutas para especificar la asociación con la VPN respectiva. 3. Los routers PE que reciben las actualizaciones de MPBGP importan las rutas VPN de entrada dentro de las correspondientes VRF, según los valores especificados por los import RT que están asociados a esas rutas y tablas VRF individuales. 4. Las rutas VPNv4 son instaladas en las tablas VRF y redistribuidas dentro de la instancia IGP ejecutándose entre los routers CE y los PE para ser propagadas a la red del cliente. Actualizaciones IPv4 vía IGP Actualizaciones MPBGP Actualizaciones IPV4 vía IGP Desde el punto de vista del cliente los CE no tienen conocimiento de la red MPLS, las actualizaciones de enrutamiento son simplemente transportadas para lograr la conectividad de extremo a extremo. Envíos de paquetes en MPLS VPN Los routers PE utilizan una pila de dos etiquetas para identificar los paquetes VPN para enviarlos a través de la red P. Dicha pila de etiquetas es añadida por el router P de entrada. La etiqueta superior en la pila será utilizada por el LDP para atravesar la red P con el bit S en dicha etiqueta con un valor de 0. La segunda etiqueta será asignada por el router PE de salida. El propósito de dicha etiqueta es brindar la correspondiente información al router PE para enviar ese tráfico. Esta etiqueta puede apuntar a una interfaz de salida o a una tabla VRF. Si la etiqueta apunta a una interfaz de salida, se realiza una búsqueda de etiquetas www.FreeLibros.com 602 © R A -M A REDES CISCO. CCNP a Fondo en el paquete VPN y si lo hace a una tabla VRF la búsqueda de etiquetas se realiza para obtener la instancia VRF destino. Posteriormente se realiza una exploración en la tabla de enrutamiento en la instancia de la VRF. El bit S en la segunda etiqueta llevará un valor 1. Este bit es el llamado end o f stack, lo que indica que si su valor es 0 hay más etiquetas en la pila. La última etiqueta en la pila de etiquetas, por lo tanto, tendrá siempre el valor de este bit en 1. La segunda etiqueta apuntará hacia una interfaz de salida cuando el router CE sea el próximo salto en la ruta VPN. Esta misma etiqueta apuntará a una tabla VRF para rutas VPN agregadas, rutas VPN hacia la interfaz nuil e interfaces VPN directamente conectadas. Los routers P llevan a cabo conmutación de etiquetas basándose solamente en la primera etiqueta de la pila, la segunda etiqueta no es analizada. El PE de salida lleva a cabo una conmutación de etiquetas basándose en la segunda etiqueta debido a que la primera ya ha sido removida para enviar posteriormente el paquete acorde a los parámetros correspondientes. Resulta ineficiente para el PE de salida tener que tratar con dos etiquetas, el uso de PHP permite que el router P final en el LSP remueva esa etiqueta liberando de ese trabajo al router PE. Esto permite que el router PE lleve a cabo su función utilizando la etiqueta VPN en la pila para que una vez eliminada la etiqueta se inicie una búsqueda de enrutamiento IP y pueda ser enviado convenientemente. www.FreeLibros.com Capítulo 26 IPsec INTRODUCCIÓN A IPsec IPsec es un conjunto de características que protegen los datos IP cuando éstos viajan desde una entidad a otra. Las localizaciones involucradas en la VPN definen el tipo de VPN. Una localización podría ser un cliente final tal como un PC, una pequeña oficina remota o una oficina remota más grande o datacenter, etc., la combinación de cualquiera de estas localizaciones determinará el tipo de VPN en uso, por ejemplo una pequeña oficina SOHO (Small Office Home Office) conectándose a la oficina principal podría ser una VPN site-to-site. Es importante recordar que solamente IPsec puede proteger la capa de red, la capa IP y superiores, transporte y usuario. IPsec no puede brindar servicio a la capa de enlace. Si fuese necesaria la protección de dicha capa, habrá que buscar entonces otro tipo de encriptación para el enlace. Las características o servicios de IPsec están implementados por una serie de protocolos estándar. Es importante que la implementación de IPsec esté fundamentada sobre estándares abiertos para que de esta manera permita interoperabilidad entre diferentes fabricantes. Los protocolos procedentes de IPsec no especifican una autenticación o encriptación en particular ni tampoco técnicas de generación de claves o SÁ. IPsec se basa en protocolos primarios que ayudan a implementar su arquitectura global, como IKE, ESP y AH, los cuales se detallrán más adelante. www.FreeLibros.com 604 REDES CISCO. CCNP a Fondo © R A -M A Es importante comprender que estos protocolos están basados en estándares abiertos, IPsec los utiliza para autenticación, encriptación, generación de llaves y establecimiento de asociaciones de seguridad. IPsec es utilizado para proteger el flujo de los datos a través de una VPN, pero una VPN no necesariamente tiene que requerir que estos contenidos estén protegidos. Una VPN puede ser simplemente un túnel o un enlace entre dos puntos finales, por lo tanto la cabecera o etiqueta es identificada como tal pero el contenido interno está disponible para cualquiera que lo quiera inspeccionar entre dichos extremos finales. Entonces una VPN IPsec puede ser considerada segura y protegida mientras que otro tipo de VPN no comparte este tipo de características. Características de IPsec Las características de IPsec consisten en lo siguiente: • Confidencialidad de los datos • Integridad de los datos • Autenticación del origen de los datos • Anti-replay Es importante comprender el significado de cada una de estas características y los protocolos que las implementan. La confidencialidad de los datos involucran los datos dentro de la VPN privada de IPsec y entre los participantes de la VPN. Muchas de las VPN se realizan a través de Internet, es decir, que muchos de los datos podrían ser interceptados y examinados. Cualquier tipo de tráfico corre siempre el riesgo de ser examinado por lo tanto no solamente debe verse a Internet con esa vulnerabilidad sino también cualquier otra ruta posible. Confidencialidad de los datos involucra la encriptación de los datos para hacerlos ilegibles, los paquetes que son encriptados al ser interceptados por otras personas no podrán ser leídos, solamente los podrá interpretar el receptor. El uso de la encriptación implica la selección de un algoritmo de encriptación y un medio para distribuir las llaves de encriptación involucradas. La confidencialidad de los datos no es requerido en las VPN IPsec. A menudo los paquetes viajan encriptados cuando pasan por una VPN pero la confidencialidad es una característica opcional en IPsec. www.FreeLibros.com © R A -M A CAPÍTULO 26. IPsec 605 La integridad de los datos es una garantía de que los datos no han sido modificados o alterados durante el tránsito a través de la VPN IPsec. Integridad de los datos en sí mismo no proporciona la integridad de los datos. Típicamente utiliza un algoritmo hash para verificar si los datos dentro de un paquete han sido modificados entre dos puntos finales. Los paquetes que han sido identificados como dudosos no son aceptados. La autenticación del origen de los datos valida el origen en la VPN IPsec. Esta característica se realiza por cada uno de los extremos de la VPN para asegurar que el otro extremo es exactamente quien debe ser, el que está conectado. Esta característica es dependiente del servicio de integridad de datos, la autenticación del origen de los datos no podría existir por sí sola. Anti-replay asegura que los paquetes no están duplicados dentro de una VPN, esto se lleva a cabo a través del número de secuencia de los paquetes y de un sistema de ventanas deslizantes en el receptor. El número de secuencias es comparado con la ventana deslizante para detectar paquetes que llegan más tarde, dichos paquetes se consideran como duplicados y son eliminados. Como ocurre con la confidencialidad de los datos, Anti-replay se considera como una característica opcional. PROTOCOLOS DE IPsec Los tres protocolos principales utilizados por IPsec son los siguientes: • IKE (Internet Key Exchange) • ESP (Encapsulating Security Payload) • AH (Authentication Header) Juntos estos tres protocolos ayudan a implementar su arquitectura global y ofrecen las características mencionadas anteriormente. Cada VPN IPsec utiliza una combinación de estos protocolos para proporcionar las características requeridas por la VPN. IKE IKE (Internet Key Exchange) ofrece un marco para el intercambio de la negociación de seguridad y llaves de autenticación. Existe una variedad de opciones entre dos extremos IPsec. La negociación segura de estos parámetros utilizada para establecer la VPN IPsec se lleva a cabo por IKE. www.FreeLibros.com 606 © R A -M A REDES CISCO. CCNP a Fondo IKE también intercambia llaves utilizadas para los algoritmos de encriptación simétrica dentro de VPN IPsec. Comparados con otros algoritmos de encriptación los algoritmos simétricos tienden a ser más eficientes y fáciles de implementar por hardware. La utilización de tales algoritmos requierén un material de llaves apropiados, IKE proporciona los mecanismos de intercambio de dichas llaves. ESP ESP (Encapsulating Security Payload) proporciona el marco para la confidencialidad de los datos, integridad de los datos autenticación del origen de los datos y opcionalmente características como Anti-replay. ESP es el único protocolo de IPsec que proporciona encriptación de los datos pero también puede proporcionar todas las otras características de IPsec. Debido a esto último ESP es mayoritariamente utilizado en VPN IPsec hoy en día. Los siguientes procesos de encriptación están disponibles en ESP: • DES (Data Encryption Standard) es un método de autenticación muy antiguo que está bastante extendido. • 3DES (Triple Data Encryption Standard) es un bloque encriptado que utiliza tres veces DES. • AES (Advanced Encryption Standard) es uno de los algoritmos de llaves simétricas más populares actualmente. AH AH (Authentication Header) proporciona el marco para la integridad de los datos, autenticación del origen de los datos y características opcionales como antireplay. Confidencialidad de los datos no es proporcionada por AH. AH se asegura que los datos no han sido modificados o interferidos pero no esconde estos datos cuando están transitando. La utilización de AH de manera solitaria ha caído en desuso en favor de ESP Ambos, AH y ESP utilizan HMAC (Hash-based Message Authentication Code) como chequeo para la autenticación e integridad. La siguiente tabla muestra los algoritmos de hash de HMAC www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 26. IPsec Algoritmo Hash Entrada Salida Utilizado por IPsec Message Digest 5 (MD5) Variable 128 bits 128 bits Secure Hash Algorithm (SHA-1) Variable 160 bits Primeros 96 bits 607 Ambos MD5 y SHA-1 utilizan una llave secreta compartida para el cálculo de los valores de autenticación del mensaje. La fuerza criptográfica de HMAC depende de las propiedades de la función de hash subyaciente. MD5 y SHA-1 toman datos de entradas de longitud variable y crean un hash de longitud fija, la diferencia es el tamaño y la fuerza del hash que ha sido creado. Aunque IPsec utiliza solamente los primeros 96 bits de los 160 del hash de SHA-1, es considerado más seguro que MD5. MODOS DE IPsec IPsec ofrece dos modos de configuración diferentes dependiendo de hasta dónde se quieran proteger los datos. • Modo Transporte, la cabecera IPsec es insertada justo después de la cabecera IP, de manera que la cabecera IP original está expuesta y no es protegida. Los datos en la capa de transporte y superiores son los que se benefician de IPsec. • Modo Túnel, en este caso tanto la cabecera IP original como el resto de datos del paquete son protegidos. Este modo genera una nueva cabecera IP que contiene las direcciones IP de los terminadorés IPsec (por ejemplo concentradores VPN o router). De esta manera las direcciones IP expuestas son las de los terminadores pero no la de los host que están detrás de ellos. www.FreeLibros.com 608 © R A -M A REDES CISCO. CCNP a Fondo ‘Zona no IPsec T ra m a g e n é r ic a Cabecera Cabecera Cabeosra Capa 4 C apa 2 Capa 3 P a q u e te IP C abecera Cabecera Cabecera 3 t>atw V TCP/UDP IP Capa 2 M odo T ra n sp o rte M odo Túnel Cabecera Cabecera Capa 2 IP Cabecera Capa 2 N ueva ¡1 C a b IP M CABECERAS IPsec Tanto AH, reconocido con el número de protocolo IP 51, como ESP, protocolo IP número 50, son implementados mediante la adición de cabeceras al paquete IP original. La VPN puede usar uno de los dos o ambos, aunque hay que recordar que si se utiliza ESP el uso adicional de AH no conlleva un mayor beneficio ya que ESP implementa por sí mismo todas las funcionalidades de IPsec. AUTENTICACIÓN DE VECINOS Con la autenticación del vecino se garantiza que el extremo IPsec es quien realmente se supone que ha de ser. Existen cinco métodos para autenticar al vecino: • Usuario y contraseña, donde un usuario y su respectiva contraseña son definidos en ambos extremos. No es una solución muy segura ya que esos datos son almacenados localmente y son susceptibles de robo. • Contraseña de un sólo uso (OTP), este método es bueno para establecer sesiones de una en una, si alguien descubre una contraseña utilizada previamente no le servirá de nada. www.FreeLibros.com © RA-MA CAPÍTULO 26. IPsec 609 • Sistemas biométricos, analizan una parte de las características del ser humano, por ejemplo las huellas digitales, la retina, etc. Es un método muy seguro ya que duplicar dichas características sería prácticamente imposible. • Claves pre compartidas, similar al método de usuario y contraseña, pero en este caso se utiliza un valor configurable en ambos extremos. • Certificados digitales, este método es muy común y cada vez gana más terreno de utilización. Un certificado digital es emitido para cada dispositivo por parte de una CA y será válido solamente en el dispositivo para el que ha sido emitido. INTERNET KEY EXCHANGE Una conexión IPsec entre dos dispositivos puede ser establecida configurando manualmente llaves de encriptación en ambos extremos, pero esto no es óptimo ni escalable. La solución es usar una arquitectura IKE. Protocolos IKE IKE es un método para intercambiar de manera dinámica parámetros y claves IPsec para que se puedan establecer las SA. Las SA o asociaciones de seguridad son acuerdos de parámetros IPsec entre dos peers. IKE usa los siguientes protocolos: • ISAKMP, Internet Security Association and Key Management Protocol, que define cómo establecer, negociar, modificar y borrar las SA. • Oakley, utiliza el algoritmo DH (Diffie-Hellman) para gestionar el intercambio de claves sobre SA. Fases IKE El protocolo IKE puede dividirse en dos partes que crean una comunicación segura entre los dos extremos IPsec. Aunque son dos fases primarias y obligatorias, existe también una tercera opcional: www.FreeLibros.com 610 © R A -M A REDES CISCO. CCNP a Fondo • Fase 1. Es obligatoria. Una SA bidireccional es establecida entre los dos peers. Puede ser establecida usando dos modos, modo main o modo agresivo, los cuales serán vistos posteriormente. • Fase 1.5. Es opcional. Proporciona una capa adicional de autenticación llamada Xauth o autenticación extendida, cuya finalidad es validar al usuario que va a hacer uso de la conexión segura. • Fase 2. Es obligatoria. Se establecen SA unidireccionales entre los peers usando los parámetros acordados en la fase 1. Durante esta fase se utiliza el modo quick. Modos IKE Modo main. Consiste en el intercambio de seis mensajes entre los peers, que pueden simplificarse en estos tres conceptos: • Parámetros IPsec y políticas de seguridad. El iniciador envía una o más propuestas y el vecino selecciona la apropiada. • Intercambio de llaves públicas Diffie-Hellman. Son enviadas entre los dos peers. • Autenticación de la sesión ISAKMP. Cada extremo es autenticado por el otro. Modo agresivo. Consiste en el intercambio de tres mensajes entre los peers: • El iniciador envía todos los datos, incluyendo parámetros IPsec, políticas de seguridad y llaves públicas DH. • El vecino autentica el paquete y envía una propuesta de parámetros, material clave y una identificación. • El iniciador autentica el paquete. Modo rápido. Se utiliza durante la Fase 2 y su negociación está protegida por la SA estipulada en la Fase 1. Negocia las SA utilizadas para encriptar datos a través de la conexión IPsec. También gestiona el intercambio de llaves para esas SA. www.FreeLibros.com ©RA-M A CAPÍTULO 26. IPsec 611 Otras funciones IKE Además de intercambiar llaves y parámetros IPsec, IKE puede realizar las siguientes funciones: • Dead Peer Detection (DPD). Es un mecanismo que envía helio de manera periódica entre los peers para detectar fallos. • NAT transversal. Para que PAT pueda funcionar necesita obtener información de puertos que de otro modo no podría leer al estar encriptados cuando se utiliza IPsec. Insertando una cabecera UDP antes de la cabecera ESP se permite que el router pueda mantener la tabla PAT, como aparece en la siguiente figura: PAT Red Pública Paquete IP original i Cabecera- Cab IP Capa 2 Externa f NAT Cabecera Transversal Capa 2 Cab IP Externa Cabecera UDP • Modo Configuration. Centraliza las configuraciones que han de ser enviadas a los clientes. Cisco Easy VPN es un claro ejemplo de gestión centralizada. • Xauth, IKE extended authentication. Autentica al usuario que hará uso del túnel seguro para verificar que es quien dice ser. ALGORITMOS DE ENCRIPTACIÓN La encriptación no es más que la aplicación de un algoritmo matemático y una llave a una serie de datos para hacerlos ilegibles a todos excepto a quien pueda desencriptarlos. www.FreeLibros.com 612 © R A -M A REDES CISCO. CCNP a Fondo Encriptación simétrica Estos algoritmos se basan en el uso de u

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