Este documento describe conceptos de redes, incluyendo la estructura jerárquica de una red definida en capas de acceso, distribución y núcleo. También describe el modelo OSI y sus siete capas, así como funciones de switches, routers y otros dispositivos de red. Finalmente, explica conceptos como VLAN, protocolos ISL y VTP para extender redes switcheadas.

1. CURSO REDES
1: Conceptos de Interconectividad
Estructura de RED definida jerárquicamente.
La capa de acceso de RED es el punto en el cual los usuarios finales son conectados a la red. El tráfico hacia y desde los recursos locales están confinados entre los recursos, switches y usuarios finales.
La capa de distribución marca el punto entre la capa de acceso y el core, manipula paquetes mediante ruteo, filtrado y acceso WAN. La capa de distribución proporciona conectividad basada en políticas, porque determina como pueden acceder al core o al backbone. Determina el camino más rápido para una petición de usuario, una vez que la capa de distribución decide la trayectoria se envía la petición a la capa core.
La capa core o backbone tiene como función swtichear el tráfico rápidamente. El tráfico es por los servicios de usuarios (e-mail, acceso a internet, videoconferencia).

2. Modelo OSI
Proporciona una manera de entender como opera una Interconectividad entre equipos. Las cuatro capas mas bajas definen la manera en que las estaciones finales establecen comunicación entre sí para el intercambio de datos. Las tres capas mas altas definen como las aplicaciones dentro de las estaciones finales se comunicarán con las otras y con los usuarios finales.
Capa de aplicación: interacción entre usuario y computadora. Los protocolos de esta capa determinan la sincronización de comunicaciones. Es la interface de usuario (TELNET, http)
Capa de presentación: funciones de codificación y conversión de datos. Esta capa asegura que la información será recibida entre aplicaciones de los sistemas. Establece como serán presentados los datos(ASCII,JPEG)
Capa de sesión: Establece, maneja y termina las sesiones entre entidades de la capas de presentación. Establece la comunicación entre equipos(sistemas Operativos)
Las capas de transporte, red, enlace de datos y la física son responsables de definir como son transmitidos los datos a través de un cable físico(RJ-45) mediante los dispositivos de interconectividad.
Las capas se comunican de la siguiente manera:

3. Funciones de Capa Física
Especifica los requerimientos eléctricos y mecánicos para la comunicación entre dispositivos.
10Base2—cable coaxial 185 mts.
10Base5---cable coaxial 500 mts.
10baseT---par torcido
Funciones Capa de Enlace de Datos
Tiene como función definir como se transporta el dato sobre un medio físico. Tiene dos subcapas .
MAC(media access control)—(802.3). Define como transmitir datos8frames) en el medio físico. Maneja el direccionamiento físico asociado con cada dispositivo.

4. LLC(logical link control)----(802.2). Identifica lógicamente protocolos y después los encapsula.
Funciones de la Capa de RED
La capa de Red define como transportar tráfico entre dispositivos que no están conectados localmente. Utiliza direcciones lógicas de origen y destino.
Los switches envían frames mediante ASIC
Los bridges almacenan la MAC de quien envía paquetes y lo transmite hacia el destino.

5. Los ruteadores se comunican mediante direcciones IP y son capaces de proporcionar seguridad y control de acceso que son necesarios cuando se conectan remotamente.
Funciones de la capa de TRANSPORTE
Se encarga de que los paquetes lleguen en forma confiable a su destino estableciendo comunicación entre dos sesiones.

6. 2: Ensamblando y Cableando dispositivos CISCO
Tipos de RJ45
DTE (Data Terminal Equipment) es la conexión Macho
DCE (Data Communications Equipment) es la conexión hembra

7. 3: Operando y Configurando dispositivos CISCO IOS
Comandos para el Switch
switch # show versión
switch # show running-configuration Muestra la configuración en el Switch
switch # show interface ethernet 0/1
switch # show interface fastethernet 0/1
switch # show ip
Para entrar en el modo de configuración
switch # conf term ┘
switch(config) #
switch(config) # interface e0/1
switch(config-if) # le podemos modificar su IP su Máscara
switch(config) # hostname “nombre que queramos” para cambiar nombre al switch
switch(config) # ip addres 128.1.3.3 255.255.255.0
Comandos para el Router
Router(config)# hostname EVIL Para poner nombre al router
Router(config)# banner motd #Acceso Restringido# Para poner mensaje al iniciar sesión
Router(config)# interface ethernet 0
Router(config)# description LAN del Corporativo
Router>show versión Muestra la configuración del hardware del sistema
Muestra el tiempo que lleva activo el switch
Muestra la versión de Software
Muestra la configuración de una interfaz en interés
Muestra la dirección IP y la Máscara del Switch
Identificación

8. Comandos en línea
Configurando contraseñas en el router
Router(config)# line console 0
Router(config-line)# exec-timeout 0 0
Router(config)# line console 0
Router(config-line)# logging synchronous
Para el time out en las sesiones de consola. Cuando un usuario tiene tiempo de inactividad
Redespliega la entrada de la consola interrumpida

9. Configuración de una serial
Para verificar la configuración
Router# show interface serial 0 Muestra la configuración s0
Para configurara el medio de transmisión en la Red LAN
Router(config)# interface ethernet 0/0
Router(config-if)# media-type 10baset
Para habilitar o deshabilitar interfaces
Estado de la interface

10. Para verificar el tipo de cable que llega al cisco por cualquier serial
Router# show controller serial 0/0
4: Administrando tu ambiente de RED
Para ver con quienes estás conectado y como es que llegas a ellos utilizamos el CDP Cisco Discovery Protocol
Router# show cdp podemos ver interface, neighbors y trafic
Con sh cdp neighbor detail muestra especificaciones superiores
Para ver las sesiones por telnet activas en ese momento
Router# show session
Para ver si el puerto de consola está activo
Router# show user
Para probar la conectividad y la trayectoria hacia un dispositivo remoto
Con el comando ping (Packet Internet Grouper) podemos verificar conectividad entre dispositivos.
Con trace muestra las rutas que el paquete toma entre los dispositivos
Para cambiar valores de registro
Router# configure terminal
Router(conf)# config-register 0x2102
(ctrl-Z)
Router# reload
Para ver el contendio de la memoria flash incluyndo el tamaño de la imagen
Router# show flash
Para ver la configuración actual y la grabada
Router# show running-cong este es utilizado para ver el contendio de la RAM (actual)
Router# show startup-config muestra la configuración almacenada en la NVRAM (grabada)

11. Cuando se hagan cambios en la configuración, es recomendable guardar estos cambios o la configuración anterior en algún archivo, con los siguientes comandos se puede guardar la configuración en un archivo o cargar la configuración desde un archivo
Comandos para traer información ftp
5: Operaciones en el Catalyst 1900
Existen tres funciones en el Switch
- Un Switch Ethernet aprende direcciones MAC de los dispositivos conectados en sus puertos.
- Decisión envío / filtrado Consulta la tabla MAC cada vez que un frame de datos se envía, esto es para enviar la información solamente por ese puerto donde se encuentra la dirección MAC.
- Evita loops porque previene que frames duplicados se envíen por trayectorias redundantes si se tiene configurado el Spanning Tree.

12. Tormentas de broadcast Copias de Múltiples Frames
Inestabilidad Múltiples loops
El proceso de aprendizaje continúa cuando cada estación envía frames a las otras, creándose así la tabla de direcciones MAC
Esto nos sirve para que el frame se envíe solamente a la dirección destino y no tenga que recorrer toda la red.
Para evitar problemas en una red de bridges o una red Switcheada se diseñan con enlaces redundantes, esto evita que exista un problema en un punto y esto imposibilite las funciones de la red, sin embargo esto contrae también algunas fallas.

13. Protocolo Spanning-Tree
Proporciona redundancia en la red

14. Maneras de transmitir frames en un Switch
Formas de comunicación del Switch
Configuración de un Switch 1900
Configuraciones por default
Puertos en el Catalyst 1900

15. Comandos en el Switch Catalyst
switch # show run muestra la interfase e0/1
switch # show spantree puerto ethernet e0/1
switch # show vlan-membership puerto 1
Configurando el switch
Dirección IP del Switch
Switch(config) # ip address 128.1.3.3 255.255.255.0
Se requiere de una IP para propósitos de administración, para comunicarse con una red diferente a la que se encuentra.
Switch(config) # ip default-gateway 128.1.3.3
Se le debe configurara la dirección de router de la red con la que desea comunicarse, así el switch envía todo el tráfico al default-gateway., el default gateway es la dirección del router.
Switch(config) # show ip
Opciones DUPLEX
Switch # conf term
Switch(config) # interface e0/1
Switch(config-if) # duplex
Tenemos varias opciones en duplex

16. Estando en modo privilegiado l estatus estatus de las interfaces, donde también se muestran las estadísticas de Duplex.
Switch # show interfaces
Es necesario que estemos seguros que en ambos dispositivos a conectarse este en con la misma configuración DUPLEX, ya que esto provocaría errores, siempre en un Catalyst ajusta la interfase a Half- duplex por lo que se debe configurar en el otro equipo con half-duplex, los errores se pueden checar con
Switch # show interfaces
Direcciones MAC
Switch(config) # show mac-address-table
Los switches utilizan las tablas de direcciones MAC para enviar tráfico entre puertos, estas direcciones son aprendidas por el switch mientras exista comunicación entre los dispositivos, y son eliminadas. Estas direcciones pueden ser dinámicas, permanentes o estáticas. El Catalyst 1900 almacena hasta 1024 direcciones MAC.
Dirección MAC permanente
Switch(config) # mac-address-table permanent 222.222.222 ethernet 0/3
Al verificar la tabla aparecen las siguientes estadísticas

17. Dirección MAC estática restringida
Switch(config) # mac-address-table restricted static 111.111.111 e0/4 e0/1
En este caso solo se comunicarían los dos puertos establecidos e0/4 y e0/1, y no a todos los puertos
Seguridad en el Catalyst 1900
Switch(config-if) #
Switch(config) # interface e0/4
Switch(config-if) # port secure
Switch(config-if) # port secure max-mac-count 1
Configurando la seguridad en el puerto
Switch # show mac-address-table security
Está deshabilitado, se configura de la siguiente manera
Switch(config) # address violation
Si es suspendido, el puerto se habilita al recibir un paquete con una dirección válida.
Si es deshabilitado, el puerto tendrá que habilitarse manualmente.
Si es ignorada, el switch ignora la petición y mantiene habilitado el puerto.
Para deshabilitar la acción a una violación tipear no address violation
Switch # show version
Port secure habilita seguridad de direccionamiento. Es decir hace seguro al puerto en cuestión, también se pueden restringir el número de direcciones permitidas a entrar en esa interfase, el default es 132 que es el valor máximo.
Al verificar la tabla aparecen las siguientes estadísticas
Despliega información básica de hardware y versión del software IOS

18. Para borrar la NVRAM
Switch $ delete nvram regresa la configuración a los valores que por default trae de fábrica
6: Extendiendo las Redes Switcheadas con LAN Virtuales VLAN
Operación de VLAN
Una VLAN es un dominio de broadcast lógico que puede abarcar múltiples segmentos de LAN físicos. Permite a un grupo de usuarios compartir un dominio de broadcast común indiferentemente de su ubicación física en la interconectividad de la Red.
Una VLAN incrementa la seguridad dentro de la red. Una VLAN puede existir dentro de un solo Switch o abarcar múltiples Switches. Pueden estar dentro del mismo edificio o a ellas se puede conectar una WAN.

19. Para que la VLAN abarque múltiples Switches, se les debe configurar un puerto “trunk” como merbership para determinar a que VLAN pertenece.

20. ISL (Inter Switch Link)
ISL Tagging
ISL es un protocolo propietario de CISCO para interconectar múltiples Switches y para el mantenimiento de información VLAN como tráfico que viaja entre Switches. ISL opera en ambientes Point To Point.
El ISL tagging es un mecanismo utilizado para multiplexar el tráfico desde múltiples VLAN en una sola trayectoria física. ISL tagging está diseñado para implementarse en múltiples dispositivos (Switches, Routers, tarjetas de red de Servidores), pero deben de estar configurados para soportar ISL debido a que los equipos que no estén soportados con ISL pueden tomar como errores los frames que excedan el tamaño de MTU.
ISL funciona en capa 2 encapsulando el frame de datos con un nuevo encabezado y CRC (Cyclic Redundancy Check). Los administradores utilizan ISL para mantener enlaces redundantes y balanceo de carga entre enlaces paralelos utilizando el protocolo Spanning Tree.
El Catalyst 1900 soporta 64 VLAN con una distancia separada de Spanning Tree por VALN

21. VTP (VLAN Trunk Protocol)
VTP es un protocolo usado para distribuir y sincronizar información de identificación acerca de las VLAN configuradas a través de una red Switcheada. VTP es un protocolo de mensajería de capa 2 que mantiene la consistencia de la configuración VLAN mediante el manejo de adiciones, borrado y cambio de nombres de las VLAN a través de las redes. Un dominio VTP es un Switch o varios Switches interconectados compartiendo el mismo ambiente VTP. El Switch Catalyst 1900 tiene por default el estado dominio-no-administración. VTP opera en uno de tres posibles modos. El modo VTP por default de un Switch es el modo servidor, pero las VLAN no son propagadas sobre la red hasta que un nombre de un dominio de administración es especificado o aprendido.

22. Como trabaja VTP
Los anuncios VTP son enviados cada 5 minutos o cada vez que ocurre un cambio en la configuración VLAN a través de un frame multicast. Un dispositivo que recibe anuncios VTP checa el nombre del dominio de administración y la contraseña en el anuncio debe ser igual a los configurados en el Switch local antes de que la información pueda ser usada. El número de revisión de configuración es el parámetro crítico a revisar, cada vez que se modifica la configuración VLAN, el cambio incrementa el número de revisión de configuración en uno. El dispositivo envía el anuncio VTP con el nuevo número de revisión, los otros Switches sobre-escriben sus configuraciones VLAN con la nueva información que esta siendo anunciada.
VTP Pruning
Usa los anuncios VTP para determinar cuando una conexión troncal está desbordando tráfico innecesariamente.
VTP pruning incrementa el ancho de banda disponible restringiendo el trafico desbordado a aquellos enlaces troncales que el trafico debe usar para acceder a los dispositivos de red apropiados. Es decir, facilita el camino de la información enviada entre dispositivos.
Cuando un cambio ocurre en la configuración de una VLAN con VTP servidor, el cambio es propagado a todos los Switches en el dominio VTP.
En VTP Servidor y cliente los Switches sincronizan sus configuraciones de VLAN con la última información recibida desde otros Switches en el dominio administrado
Un Switch operando en modo VTP transparente no crea anuncios VTP o sincroniza su configuración VLAN con la información recibida de otros Switches.

23. Configuración VLAN
Pasos para configuración de una VLAN
Antes de poder crear una VLAN, el Switch debe estar en modo VTP servidor o en modo VTP transparente.

24. Agregando una VLAN

25. Cambiando el nombre de una VLAN
Asignando un puerto de Switch a una VLAN

26. 7: Interconectando redes con TCP / IP
Transmission Control Protocol / internet Protocol son utilizados para comunicar un conjunto de redes.
Incluye especificaciones de capa 3 y 4 (IP y TCP) y además incluye especificaciones para aplicaciones comunes como e-mail, login remoto, emulación de terminal y transferencia de archivos.
La información TCP/IP es transferida en una secuencia de datagramas. Todos los estándares físicos y protocolos de capa de enlaces de datos son soportados ya que su stack del protocolo TCP/IP funciona como el modelos OSI.
Capa de Aplicación TCP/IP
Capa de Transporte de TCP/IP
La capa de transporte desarrolla dos funciones:
Control de flujo proporcionado por el sliding window. Confiabilidad proporcionada por los números de secuencia y reconocimientos.

27. Los servicios de Transporte permiten a los usuarios segmentar y re-ensamblar varias aplicaciones de capa superior dentro del mismo flujo de datos de la capa de transporte.
La capa de transporte permite comunicación extremo a extremo, esto constituye una conexión lógca entre el host origen y el host destino.
Existes dos protocolos en la capa de transporte:
Segmento TCP

28. TCP y UDP usan números de puertos (socket) para pasar información a las capas superiores. Estos números de puerto son controlados por IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Estos números de puerto son usados como fuente y destino en el segmento TCP.
Como TCP es orientado a Conexión requiere establecer una conexión antes de iniciar la transferencia de datos. Los dos hosts deben mantener sincronía. Esta sincronización es hecha en un intercambio de segmentos de establecimiento de conexión mediante un BIT de control llamado SYN y los números de secuencia inicial. Durante el proceso se intercambian los ISN (Números de Secuencia Iniciales).
Rangos Asignados a los sockets:
Puertos bien Conocidos: debajo de 1024
Puertos Aleatorios: superiores a 1024
Puertos Registrados: Aplicaciones especificas de algún vendedor, encima de 1024
Aquí vemos que al hacer un telnet, el paquete es superior a 1024 por lo que toma un puerto aleatorio
Este intercambio es llamado three way handshake
En TCP cada datagrama es numerado antes de la transmisión. Si un número de secuencia es perdido, el segmento es retransmitido.

29. Segmento UDP
TCP usa un mecanismo de Control de Flujo entre dispositivos.
Mediante ventanas enviadas entre Emisor y Receptor se indica el tamaño de Bytes que el receptor puede aceptar.
Puede enviar 3 segmento a la vez y recibir un solo segmento de ACK para los tres Segmentos enviados.
UDP no utiliza windowing ni reconocimientos. UDP sacrifica confiabilidad por velocidad.

30. Capa de Internet de TCP/IP
Datagrama IP

31. El campo de protocolo determina el protocolo de capa 4 contenido en el datagrama IP, esto es para poder hacer el enlace entre la capa Internet y la capa de Transporte.
El Internet Control Message Protocol es utilizado en todos los Hosts, se utiliza para enviar mensajes de error y control.
Addres Resolution Protocol es utilizado para mapear una dirección MAC a través de una dirección IP permitiendo la comunicación entre un medio multiacceso tal como Ethernet.
Reverse Addres Resolution Protocol

32. La comunicación entres hosts es a través de direcciones IP de 32 bits de longitud. Cada datagrama incluye una dirección fuente y una dirección destino.
Antes de poder acceder a un host debe de pasar por la red de la compañía.
El router utiliza los primeros bits para determinar de que tipo de Red se trata.

33. El router utiliza los primeros bits para determinar de que tipo de Red se trata.
Se le quitan dos host debido a que una dirección de bits con valor 0 es usada para especificar la Red. Una dirección con bits en 1 es usada para determinar el broadcast de la Red.

34. Se hace una AND en el router y las decisiones de ruteo están basadas únicamente en el número de Red ya que la parte de Host es removida en la operación AND.

35. El subneteo no tiene que ocurrir forzosamente entre octetos. Un octeto puede ser divido dentro de una porción para subred y otra porción para host, esto es dependiendo de la cantidad de subredes y de cuantos hosts contendrá cada subred.
Los mensajes broadcast son aquellos que se desea que lleguen a toda la red. El software Cisco IOS soporta tres clases de broadcast:
Desbordados (255.255.255.255)
Directos Contienen puros 1 en la porción de Host de la dirección. Red 172.16, con subred 3, el broadcast se enviará a la parte de Host: 172.16.3.255.
enviarla a todas las subredes de la Red 172.16.255.255.

36. Se requieren 30 subredes con 12 hosts cada subred para la dirección 160.160.160.15.
128 64 32 16 8 4 2 1 tomo hasta aquí para tener a mis 12 usuarios, entonces la dirección de subred sería 255.255.255.240, en binario
10100000.10100000.10100000.00001111 160.160.160.15 ip address
11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 subnet mask
10100000.10100000.10100000.00000000 160.160.160.0 número de Red
Primer subred válida 160.160.160.0
Primer dirección válida 160.160.160.1
Ultima dirección válida 160.160.160.14 para la primer Subred
Dirección de Broadcast 160.160.160.15
Segunda subred 160.160.160.16
Tercer subred 160.160.160.32
Cuarta subred 160.160.160.48
Ultima subred 160.160.160.240

37. Configurando direcciones IP para Subredes
IP en el Switch
Establece una dirección de Red lógica en el Switch Especifica la Puerta de Enlace por default (IP address).
IP en el Router
Establece la dirección de red lógica en una interfaz del router

38. Nombres de Host en el Router
Configurando el Servidor de NOMBRES en el Router
Cada IP única puede tener un nombre de host asociado a esta dirección. Proporciona una resolución del nombre de host a una dirección lógica y se pueden especificar uno o más hosts.
IP define un esquema de nombres que permite a un dispositivo ser identificado por su locación en IP.
Un máximo de 6 direcciones IP pueden ser especificadas como servidores de nombres DNS

39. Interconectando Redes
Para soportar ISL trunking, la interfaz Fast Ethernet física del Router debe de subdividida en múltiples interfaces lógicas, direccionables, una por cada VLAN. Las interfases lógicas resultantes son llamadas subinterfases.
El DNS habilitado por default es con una dirección de servidor de: 255.255.255.255 la cual es un broadcast local.
Muestra de la tabla de Hosts
En un ambiente de VLAN los paquetes son solamente switcheados entre puertos designados a estar en el mismo domino de broadcast. Para que haya comunicación de hosts de diferentes VLAN es necesario un equipo de capa 3 como un Router o un Switch capa 3. Para esto debe de habilitarse una conexión física separada en el Router para cada VLAN o el trunking debe ser habilitado en una sola conexión física.

40. En el router se deben de hacer los siguientes pasos para configurar un ruteo Inter.-VLAN:
En un ambiente de VLAN los paquetes son solamente switcheados entre puertos designados a estar en el mismo domino de broadcast. Para que haya comunicación de hosts de diferentes VLAN es necesario un equipo de capa 3 como un Router o un Switch capa 3. Para esto debe de habilitarse una conexión física separada en el Router para cada VLAN o el trunking debe ser habilitado en una sola conexión física.

41. 8: Determinando Rutas IP
Se crea la tabla de ruteo mediante la información aprendida por un Router. Si la red destino está directamente conectada, el Router ya conoce el puerto a usar cuando transmita paquetes.

42. Las rutas estáticas permiten un control muy preciso sobre el ambiente de ruteo pero no se recomienda para redes grandes.
Son usadas cuando se rutea de una Red a otra Red del tipo STUB la cual es accesada por una sola ruta y que está fuera de la Red.
Las rutas estáticas se configuran en ambos Routers.

43. Protocolos de Ruteo
Una ruta por dafault es usada cuando la ruta de una fuente a un destino no es conocida.
El ruteo dinámico cuenta con un protocolo de ruteo para propagar el conocimiento. Un protocolo de ruteo define un conjunto de reglas usadas por el Router cuando este se comunica con los Routers vecinos.
Los protocolos son de capa 3 e interpretan información en una dirección de capa de Red para permitir a un paquete ser transmitido hacia la Red destino.