1. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y
VLANs
Autor: Rogelio Montañana
Objetivo y descripción general.
Esta práctica pretende familiarizar al alumno con la configuración y gestión de una red local basada en
conmutadores LAN y redes locales virtuales (VLANs). Aunque los detalles concretos de cómo se realizan
estas tareas dependen del equipo utilizado, los aspectos básicos son similares en todos los fabricantes.
La práctica simula el establecimiento de una red local que abarca dos edificios denominados Norte y Sur.
En cada edificio se dispone de un conmutador, de un conjunto de ordenadores o hosts y de un router
(utilizado únicamente en la segunda sesión).
La práctica se divide en dos sesiones, cada una de las cuales consta de 3 partes organizadas de la siguiente
forma:
Sesión Parte Consiste en:
1 1.1 Conectarse al conmutador por la interfaz de consola, borrar la configuración
existente y restaurar la de fábrica.
1.2 Familiarizarse con el funcionamiento del conmutador y realizar pruebas básicas.
1.3 Interconexión de ambos conmutadores y hacer pruebas con el Spanning Tree.
2 2.1 Crear dos VLANs y comunicarlas.
2.2 Configurar un enlace ’trunk’.
2.3 Interconectar las dos VLANs mediante routers
Para la realización de la práctica los alumnos se organizan en grupos, cada uno de los cuales utiliza una
maqueta diferente. Cada maqueta esta formada por dos conmutadores que denominamos Norte y Sur en
correspondencia con los edificios a los que supuestamente pertenecen. En las partes 1.1 y 1.2 los alumnos
trabajan independientemente con el conmutador Norte o Sur. La parte 1.3 y toda la segunda sesión se
desarrollan con los dos conmutadores interconectados. Las maquetas se mantienen independientes
durante toda la práctica.
Los conmutadores utilizados son de la marca Cisco modelo Catalyst WS-C1924C-EN (figuras 1 y 2) que
es uno de los varios modelos que forman la familia Catalyst 1900 (esta familia de conmutadores,
actualmente obsoleta, estuvo a la venta entre 1998 y julio del 2002). Cada conmutador dispone por su
parte delantera de 24 interfaces Ethernet de 10 Mb/s (10BASE-T) y dos interfaces Fast Ethernet, una
100BASE-FX y una 100BASE-TX. Además, por la parte trasera dispone de una interfaz Ethernet de 10
Mb/s con conector AUI (Attachment Unit Interface), que puede ser de cobre o fibra según el transceiver
que se utilice. Las interfaces AUI y 100BASE-TX no se utilizan en esta práctica
Las interfaces 10BASE-T no soportan autonegociación. Por defecto funcionan en modo half-dúplex,
aunque pueden funcionar en modo full-dúplex si se les configura adecuadamente. Las interfaces de 100
Mb/s (100BASE-TX y 100BASE-FX) soportan autonegociación en el modo duplex (half o full) pero no
en la velocidad, solo pueden funcionar a 100 Mb/s.

2. Redes
Botón de Puertos 10BASE-T
conmutación Puerto Puerto
(puertos 1-24) 100BASE-FX 100BASE-TX
de modo de RJ-45
los LEDs (puerto A, 26) (puerto B, 27)
SC/SC RJ-45
Figura 1: Vista frontal del Catalyst WS-C1924C-EN
Enchufe de
corriente Ventilador Puerto Puerto AUI
Conector para Consola (puerto 25)
fuente de RJ-45 DB-15
alimentación
redundante
externa
Figura 2: Vista trasera del Catalyst WS-C1924C-EN
Para el desarrollo de la práctica es fundamental conocer el nombre que reciben las interfaces en la
configuración del equipo. En la tabla 1 se detallan estas denominaciones y como se corresponden con la
etiqueta que aparece en el equipo.
Tipo de interfaz Posición Etiqueta exterior Denominación en configuración
10BASE-T Frontal 1x a 24x Ethernet 0/1 a Ethernet 0/24
AUI Trasera AUI Ethernet 0/25
100BASE-FX Frontal Ax FastEthernet 0/26
100BASE-TX Frontal Bx FastEthernet 0/27
Tabla 1. Denominación de interfaces en el Catalyst WS-C1924C-EN
Todas las interfaces con conector RJ-45 (10BASE-T y 100BASE-TX) incorporan internamente la función
"crossover", es decir, el cruce de transmisión con recepción (de ahí la ‘x’ que aparece en la etiqueta). Esto
permite conectar ordenadores utilizando latiguillos normales, no cruzados. Sin embargo cuando se
interconectan entre sí dos conmutadores es preciso utilizar un latiguillo "crossover" para que la
comunicación se establezca. En el caso de la interfaz en fibra 100BASE-FX (Ax) el usuario debe realizar
el cruce entre transmisión y recepción cuando enchufa los conectores SC/SC para que la comunicación
sea posible.
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3. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
PRIMERA SESIÓN.
Parte 1.1: Conectarse al conmutador por la interfaz de consola, borrar la
configuración existente y restaurar la de fábrica.
Interconectar los equipos y ponerlos en marcha
En primer lugar procederemos, con todos los equipos apagados, a realizar las conexiones que aparecen en
el esquema de la figura 3 (las direcciones IP que aparecen en la figura se configurarán más adelante):
10.0.1.10/24 10.0.1.20/24
N1 Norte Sur S1
1
1
2 2
10.0.1.11/24 10.0.1.21/24
N2 S2
10.0.1.12/24 10.0.1.22/24
RS-232
10BASE-T
Figura 3: Interconexión de los equipos
Así pues las conexiones a realizar en cada subgrupo son las siguientes:
• Conectar la interfaz de consola del Catalyst 1900 a la interfaz serie (COM1) del ordenador 1 (N1
ó S1). La interfaz de consola del Catalyst es un conector RJ-45 que se encuentra en la parte
trasera del equipo (figura 2). Por su parte el ordenador debe tener en el conector COM1 un
adaptador de DB-9 a RJ-45, de forma que para la conexión de la interfaz de consola solo
necesitamos un cable con dos conectores RJ-45. Este es un cable especial negro plano que nos
suministrará el profesor (OJO: para la conexión de consola no puede utilizarse un latiguillo
Ethernet pues la interconexión de pines de ese cable no es adecuada para esta conexión).
• Conectar las tarjetas Ethernet de los ordenadores a las interfaces del conmutador. Para esta
conexión utilizaremos el latiguillo que conecta el ordenador a la red de la Universidad, que
desconectaremos de la roseta de la pared y conectaremos en la toma correspondiente del
Catalyst.
Una vez conectados los cables encenderemos los ordenadores. Cuando termina el arranque de la BIOS
aparece un menú para elegir el sistema operativo; allí seleccionaremos la opción ‘linux redes’ que
corresponde (a pesar de su nombre) a una instalación de linux capaz de funcionar sin conexión a la red de
la Universidad, que es como se desarrolla esta práctica.
Una vez arrancado el sistema nos conectaremos en todos los ordenadores con el usuario root y la
password que nos indique el profesor.
Ahora en el ordenador 1 (N1 ó S1) abriremos una ventana del intérprete de comandos shell y
ejecutaremos el programa de emulación de terminal minicom mediante el comando ‘minicom’,
pulsando a continuación la tecla escape.
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4. Redes
Familiarizarse con la interfaz de comandos del conmutador
Con el programa minicom en marcha procedemos a encender el Catalyst 1900 (los 1900 no tienen
interruptor por lo que el encendido y apagado se realiza enchufando y desenchufando el cable de
corriente). Al encenderlo el 1900 tarda unos 80 segundos en cargar el software y mostrar la pantalla de
bienvenida que tiene el siguiente aspecto:
Catalyst 1900 Management Console
Copyright (c) Cisco Systems, Inc. 1993-1998
All rights reserved.
Enterprise Edition Software
Ethernet Address: 00-50-F0-49-13-C0
PCA Number: 73-3124-01
PCA Serial Number: FAA03059JPK
Model Number: WS-C1924C-EN
System Serial Number: FAA0308J03U
Power Supply S/N: PHI024800YV
Power Supply P/N:
PCB Serial Number:
-------------------------------------------------
1 user(s) now active on Management Console.
User Interface Menu
[M] Menus
[K] Command Line
Enter Selection: _
Si no aparece dicha pantalla seguramente se debe a que la conexión no funciona o tiene algún problema.
En ese caso deberemos comprobar los parámetros de configuración del minicom, para lo cual procedemos
de la siguiente forma:
Tecleamos ‘CTRL/A’ seguido de ‘Z’ para entrar en los comandos del minicom. Tecleamos ‘O’ para
elegir configuración. De las opciones que aparecen elegimos ‘Serial port setup’. Los parámetros que
aparecen deben tener los siguientes valores:
• Dispositivo de entrada: /dev/ttyS0
• Velocidad 9600 bits/s
• 8 bits de datos, un bit de parada, sin paridad (8N1)
• Control de flujo: ninguno
(El uso del dispositivo ttyS0 se debe a que estamos utilizando la interfaz COM1 del ordenador.)
Los Catalyst 1900 pueden configurarse de tres maneras diferentes: por interfaz web, por menús y por
comandos. Nosotros utilizaremos la configuración por comandos por ser la más potente y la que más
similitud tiene entre todos los equipos de la marca Cisco (conmutadores, routers, etc.). Para ello
tecelaremos en la pantalla de bienvenida la letra ‘K’.
Al entrar en la interfaz de línea de comandos veremos aparecer el prompt ‘>’, que indica acceso no
privilegiado. Podemos hacer uso del comando ‘?’, que nos muestra la lista de comandos que podemos
utilizar en este entorno. Por ejemplo uno de esos comandos es ‘show’1; tecleando ‘show ?’ nos
aparece una lista de los argumentos que admite este comando. Ahora teclearemos el comando ‘show
1
En este guión hemos seguido el convenio de utilizar negritas lucida console para indicar los
comandos UNIX, que se deben teclear en una ventana de shell (por ejemplo ‘minicom’), mientras que
si un comando aparece en negrita courier (‘show’ por ejemplo) significa que pertenece a la
interfaz de comandos de los Catalyst 1900 y por tanto se debe de teclear en una ventana que esté actuando
como consola (minicom o telnet) de un 1900, no en una ventana de shell de UNIX (este es un error muy
frecuente en alumnos principiantes).
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5. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
version’ que nos muestra una información resumida del conmutador: la versión de software que tiene,
el tiempo que lleva encendido, etc.
La interfaz de línea de comandos del conmutador dispone de varios entornos o modos, cada uno de ellos
identificado por un prompt diferente. El prompt ‘>’ identifica el llamado modo Usuario, que es el modo
no privilegiado. Mediante el comando ‘enable’ podemos pasar al modo Privilegiado, con lo que el
prompt cambia a ‘#’; dependiendo de la configuración que tenga el conmutador es posible que al pasar a
modo Privilegiado nos pida una password de acceso, en ese caso deberemos teclear ‘genios’ (si con
esta password no conseguimos entrar consultaremos al profesor). En el modo Privilegiado se pueden usar
todos los comandos del modo Usuario más otros solo accesibles en modo Privilegiado. Del modo
Privilegiado podemos volver en cualquier momento al modo Usuario con el comando ‘exit’. Del
modo Privilegiado también podemos pasar a otro modo llamado Configuración Global mediante el
comando ‘configure’ que se caracteriza por el prompt ‘(config)#’. Como su nombre indica el
modo Configuración Global permite hacer cambios globales en la configuración del equipo, para lo cual
dispone de un conjunto de comandos completamente diferente al modo Privilegiado. Se puede volver del
modo Configuración Global al modo Privilegiado mediante el comando ‘exit’, o también pulsando
CTRL/Z. El último modo que necesitamos conocer para realizar esta práctica es el modo Configuración
de Interfaz que también dispone de un conjunto de comandos propio. Se llega a él desde el modo
Configuración Global mediante el comando ‘interface int’ donde ‘int’ corresponde al nombre
de alguna interfaz existente en el equipo según la denominación de la Tabla 1 (por ejemplo Ethernet0/1),
como veremos más tarde. El modo Configuración de Interfaz se utiliza para configurar características de
una interfaz específica del equipo y se identifica por el prompt ‘(config-if)#’. Se puede volver de
este al modo Configuración Global mediante el comando ‘exit’.
Esquemáticamente la conmutación de modos se desarrolla según la siguiente secuencia:
enable→ configure→ interface int→
Usuario <-----------> Privilegiado <--------------------> Configuración <-----------------------> Configuración
←exit ←exit o CTRL/Z Global ←exit de Interfaz
Algunas características interesantes del intérprete de línea de comandos, aplicables a todos los modos, son
las siguientes:
• En cualquier modo se puede utilizar el comando ‘?’ para solicitar ayuda sobre los comandos
permitidos.
• La tecla CTRL/P (o flecha hacia arriba ↑ ) recupera el último comando tecleado.
• Todos los comandos admiten abreviaturas siempre y cuando no haya ambigüedad en su
significado. Si se escribe un comando o argumento incompleto y se pulsa la tecla tabulador el
sistema termina de escribir el comando o argumento que corresponde. Esto permite al usuario
asegurarse de que ha utilizado la abreviatura correcta para el comando que desea utilizar.
Restaurar la configuración de fábrica en los conmutadores
La primera labor que realizaremos es restaurar el conmutador a su configuración de fábrica. Como esta es
una acción privilegiada debemos en primer lugar pasar a modo Privilegiado, para lo cual usamos el
comando ‘enable’; si el equipo no tiene password configurada pasará a modo Privilegiado,
inmediatamente, en caso contrario nos pedirá la password y deberemos teclear ‘genios’ (si con esta
password no conseguimos entrar consultaremos al profesor). Podremos reconocer que entramos en modo
Privilegiado porque el prompt cambia entonces a ‘#’. Una vez en ese modo teclearemos nuevamente el
comando ‘?’ y observaremos que ahora aparece una lista de comandos considerablemente más larga que
antes; los nuevos son comandos que solo están disponibles en este modo.
Para restaurar la configuración de fábrica usaremos el comando ‘delete nvram’. Se nos pide
confirmación y en unos 10 segundos el equipo está nuevamente listo para funcionar:
# delete nvram
This command resets the switch with factory defaults. All system
parameters will revert to their default factory settings. All static
and dynamic addresses will be removed.
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6. Redes
Reset system with factory defaults, [Y]es or [N]o? Yes
La configuración de fábrica deja el equipo con una sola VLAN, con todas las interfaces asignadas a ella y
el Spanning Tree activado en todas. En esta configuración el equipo carece de dirección IP. También se
elimina la password que protege el acceso al modo Privilegiado en caso de que hubiera alguna
configurada.
Una vez arrancado el conmutador y restaurado a su configuración de fábrica comprobaremos que se
encienden los LEDs de ‘link’ correspondientes a las interfaces que tienen conectados ordenadores. Los
LEDs se encuentran en la parte frontal del equipo; hay uno para cada interfaz del conmutador excepto la
interfaz AUI, la que esta detrás, que no tiene LED.
Parte 1.2: Familiarizarse con el funcionamiento del conmutador y realizar pruebas
básicas.
En esta fase de la práctica cada subgrupo trabaja sobre su conmutador Catalyst 1900 y sus ordenadores
para desarrollar una red como la de la figura 3.
Configuración de los ordenadores y prueba básica de conectividad
Cada alumno deberá asignar una dirección IP a su ordenador de acuerdo con lo que se indica en la tabla 2.
Subgrupo Norte
Ordenador Dirección IP
N1 10.0.1.11
N2 10.0.1.12
Subgrupo Sur
Ordenador Dirección IP
S1 10.0.1.21
S2 10.0.1.22
Tabla 2. Configuración de red de los ordenadores.
Para ello utilizará el comando ‘ifconfig’.
COMANDO ‘ifconfig’
El comando ‘ifconfig’ se utiliza en UNIX para configurar la interfaz de red. Admite multitud de
opciones y argumentos, pero nosotros solo veremos ahora lo necesario para saber como asignar una
dirección IP (y su máscara) a una tarjeta Ethernet.
Supongamos que queremos asignar a un host la dirección 10.0.1.12 con máscara 255.255.255.0, lo cual
significa que los primeros tres octetos de la dirección (10.0.1) representan la parte de red y el cuarto (12)
la parte de host. El comando que utilizaríamos sería:
ifconfig eth0 inet 10.0.1.12 netmask 255.255.255.0
Una vez ejecutado el comando podemos comprobar que las definiciones se han realizado correctamente
tecleando el comando ‘ifconfig eth0’. Un ejemplo de la respuesta que devuelve el comando
‘ifconfig eth0’ es el siguiente:
[root@lab3inf005 ~]# ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:10:DC:CD:89:E7
inet addr:10.0.1.12 Bcast:10.0.1.255 Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80::210:dcff:fecd:89e7/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:5603995 errors:325 dropped:0 overruns:0 frame:325
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7. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
TX packets:29009 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:3060 txqueuelen:1000
RX bytes:412078300 (392.9 MiB) TX bytes:2839718 (2.7 MiB)
Para asignar la dirección IP debemos por tanto abrir una ventana de shell en el ordenador y ejecutar el
comando UNIX:
ifconfig eth0 inet dirección_IP netmask 255.255.255.0
Por ejemplo para el ordenador N2 el comando sería
ifconfig eth0 inet 10.0.1.12 netmask 255.255.255.0
Para comprobar que la asignación se ha efectuado correctamente utilizaremos (en la misma ventana de
shell) el comando ’ifconfig eth0’.
Una vez configurada la dirección IP en los ordenadores podemos utilizar el comando ’ping’ para
comprobar que existe conectividad.
COMANDO ‘ping’
El comando ‘ping’ se utiliza para comprobar que existe conectividad con una dirección IP
determinada. Se encuentra en prácticamente todas las implementaciones de TCP/IP. Su utilización es
muy simple, basta con teclear ‘ping’ seguido de la dirección IP contra la que se desea comprobar la
conectividad. Esto provoca el envío de paquetes hacia dicha dirección, que deben ser respondidos
inmediatamente. Por ejemplo, si tecleamos ‘ping 10.0.1.22’ obtendremos una respuesta del host
10.0.1.22. El comando ping nos indica además el tiempo transcurrido desde que se envía el paquete de
ida hasta que se recibe el de vuelta, el llamado ‘round trip time’ o rtt. Un ejemplo de uso del comando
ping es el siguiente:
[root@lab3inf005 ~]# ping 10.0.1.22
PING 10.0.1.22 (10.0.1.22) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.1.22: icmp_seq=0 ttl=255 time=0.555 ms
64 bytes from 10.0.1.22: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.518 ms
64 bytes from 10.0.1.22: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.545 ms
--- 10.0.1.22 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.518/0.539/0.555/0.024 ms, pipe 2
[root@lab3inf005 ~]#
En este caso se han enviado tres paquetes de 56 bytes de datos más 28 de cabeceras (una de 20 y una de
8 bytes). Cada paquete ha sido respondido por otro de igual tamaño. Los tiempos de ida y vuelta (rtt) han
sido de 0,555, 0,518 y 0,545 ms, respectivamente. El rtt mínimo ha sido de 0,518, el medio de 0,539 y el
máximo de 0,555 ms. La desviación media ha sido de 0,024 ms.
En algunas implementaciones del ping, como por ejemplo en linux, se envía por defecto un paquete de
prueba por segundo de forma indefinida. En Windows por defecto se envían tres paquetes (separados por
un segundo) y se para la transmisión.
Como muchos comandos el ‘ping’ admite una serie de opciones que modifican su comportamiento.
En UNIX esas opciones pueden averiguarse mediante el comando ‘man ping’. Las opciones del ping
que nos van a interesar en esta práctica son las siguientes:
Opción Significado
Indica que se quiere realizar un envío broadcast. Cuando se utiliza esta opción la
-b dirección de destino del ping debe ser una dirección broadcast.
Indica que se envíen 100 paquetes por segundo (f=flood, inundación) en vez del
-f comportamiento normal, que es uno por segundo.
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8. Redes
Indica que se envíen num_paq paquetes, después de lo cual se devuelve el control
-c num_paq a la consola. Si se omite esta opción se envían paquetes de forma indefinida, siendo
necesario pulsar CTRL/C y abortar el envío para recuperar el control de la consola.
Indica que se envíen paquetes de tamaño tam_paq, en bytes. El paquete real tiene
-s tam_paq además 28 bytes de cabeceras (IP e ICMP). Si se omite esta opción se envían
paquetes de 84 bytes.
Indica que se quiere que el ping registre las direcciones IP de todos los equipos por
-R los que pasa el paquete, obteniendo así una traza del camino recorrido a la ida y a la
vuelta
Se utiliza junto con la opción –R para indicar que no se quiere utilizar el servicio de
-n resolución de nombres. Esta opción es importante en las prácticas del laboratorio ya
que la red utilizada no dispone de este servicio
Estas opciones pueden combinarse entre sí, así por ejemplo el comando ‘ping –f –c 1000 –s
5912 10.0.1.22’ enviará 1000 paquetes a razón de 100 paquetes por segundo, es decir durante 10
segundos, de 5940 bytes de tamaño a la dirección 10.0.1.22.
Los paquetes recibidos por el ping siempre tienen el mismo tamaño y la misma frecuencia que los
paquetes enviados.
Una vez configurada la dirección IP en los ordenadores podemos probar a utilizar en la ventana de shell el
comando ’ping’ hacia otro ordenador del mismo subgrupo con lo que comprobaremos que existe
comunicación bidireccional entre ellos. Esto demuestra la característica ‘plug&play’ del conmutador, ya
que está realizando la conmutación de tramas sin que le hayamos introducido todavía ningún comando en
la configuración.
Configuración IP de los conmutadores, asignación de password y conexión vía telnet
Ahora asignaremos una dirección IP al conmutador. Este paso lo realizaremos desde la ventana minicom
del ordenador 1 (N1 o S1) que actúa de consola del conmutador. Si no se ha cerrado la conexión que
abrimos antes esta seguirá mostrando el prompt ‘#’, lo cual indica que sigue en modo Privilegiado. Si
por alguna razón se hubiera cortado esa conexión deberemos entrar de nuevo en el conmutador,
seleccionar la modalidad de línea de comandos (‘K’) y pasar a modo Privilegiado con el comando
‘enable’ (ahora no nos pedirá password ya que la configuración de fábrica no la tiene). Una vez en
modo Privilegiado tecleamos el comando ‘configure’ para pasar al modo Configuración Global, cosa
que reconoceremos porque el prompt cambia ahora a ‘(config)#’. En el modo de Configuración
Global teclearemos ‘?’ y veremos que aparece en la lista el comando ‘ip’; tecleando ‘ip ?’
averiguaremos qué parámetros admite dicho comando. Uno de ellos es ‘address’, que sirve para
asignar una dirección IP y máscara al conmutador. Utilizaremos este comando para introducir la
configuración IP correspondiente, de acuerdo con la relación que aparece en la Tabla 3 (por ejemplo para
el conmutador Norte el comando a teclear será ‘ip address 10.0.1.10 255.255.255.0’.
Una vez hecho esto saldremos del modo Configuración Global tecleando CTRL/Z. Al salir de este modo
volvemos al modo Privilegiado, por lo que el prompt vuelve a ser ‘#’. La secuencia completa de
comandos para el conmutador Norte por ejemplo sería la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#ip address 10.0.1.10 255.255.255.0
(config)#CTRL/Z
#
Conmutador Dirección IP Máscara
Norte 10.0.1.10 255.255.255.0
Sur 10.0.1.20 255.255.255.0
Tabla 3: Configuración de red de los conmutadores.
Una vez le hemos asignado una dirección IP al conmutador ya podemos comunicarnos con él desde
cualquier ordenador conectado a la red, cosa que podremos comprobar ejecutando el comando ping
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9. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
desde alguno de los hosts hacia su dirección IP. En principio esto nos debería permitir configurar el
conmutador vía telnet desde cualquier ordenador, no solo desde el que tiene conectada la consola (el
comando telnet nos permite iniciar una sesión en un equipo remoto). Sin embargo, por razones de
seguridad el acceso vía telnet no está permitido cuando el equipo no tiene configurada una password de
acceso, por lo que lo siguiente que haremos será asignarle una password. La password que utilizaremos es
‘genios’ (sin las comillas). Para introducirla teclearemos por consola del conmutador en modo
Configuración Global el comando ‘enable password level 15 genios’ (como antes
entraremos en el modo Configuración Global con el comando ‘configure’ y saldremos con
‘CTRL/Z’). La secuencia completa es la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#enable password level 15 genios
(config)#CTRL/Z
#
A partir de este momento podremos acceder vía telnet al conmutador desde cualquier ordenador
conectado a él. Por ejemplo para acceder al conmutador Sur teclearemos el comando ‘telnet
10.0.1.20’.
Ahora nos conectaremos desde los dos ordenadores al conmutador vía telnet, para acceder como consola
remota. Obsérvese que en el ordenador 1 tendremos ahora abiertas dos consolas, la que ya teníamos en la
ventana minicom por la interfaz serie (COM1) y la nueva que hemos abierto mediante la conexión telnet;
esta última va por la red Ethernet. Para la mayoría de las funciones ambas conexiones son equivalentes y
puede utilizarse cualquiera de ellas, pero algunas tareas solo pueden realizarse por la conexión serie
(minicom). Por ello en el ordenador 1 mantendremos la ventana de minicom y cerraremos la de telnet.
Uso del comando ‘show interface’
En esta parte de la práctica probaremos diversos comandos del conmutador desde las consolas de los
ordenadores 1 y 2 (minicom y telnet, respectivamente). En primer lugar pasaremos al modo Privilegiado
mediante el comando ‘enable’ (password ‘genios’) y tecelaremos el comando ‘show
interfaces’ para ver las características y forma de numerarse de las diferentes interfaces del equipo.
La salida generada por este comando ocupa varias pantallas, quedándose el terminal boqueado cuando se
completa la primera, lo cual viene indicado por el texto ‘more’ al final de la pantalla. Para avanzar a la
siguiente pantalla debemos pulsar la barra espaciadora y así sucesivamente hasta agotarlas todas.
También puede abortarse la salida por pantalla en cualquier momento pulsando CTRL/C. Por cada
interfaz aparecen dos pantallas, la primera indica las características físicas de la interfaz y la segunda
muestra una serie de contadores de tráfico que luego describiremos. Ahora debemos prestar especial
atención a los nombres que reciben las interfaces, que deben corresponderse con los que aparecen en la
tabla 1.
El comando ‘show interfaces’ puede utilizarse con argumentos, con lo que podemos obtener
información sobre una interfaz en particular. Esto resulta útil cuando sólo se quiere obtener información
sobre una o unas pocas interfaces, evitando así la farragosa salida por pantalla producida por el comando
anterior. Por ejemplo el comando ‘show interface Ethernet 0/2’ (que podemos abreviar a
‘s in e 0/2’) nos muestra información sobre la interfaz número 2 únicamente. Ahora haremos un
‘show interface’ de la interfaz donde está conectado nuestro ordenador (Ethernet 0/1 ó Ethernet
0/2) y nos fijaremos en la información que aparece. Podemos ver por ejemplo que en la primera línea dice
que la interfaz está en estado ‘enabled’. Si hacemos un ‘show interface’ de una interfaz que no
tenga nada conectado (por ejemplo la Ethernet 0/12) veremos que el estado es ‘Suspended-no-
linkbeat’.El apéndice I explica en detalle el significado de toda la información que devuelve el
comando ‘show interfaces’.
Ahora probaremos las posibilidades que nos ofrece el conmutador de contabilizar el tráfico que pasa por
él. El conmutador mantiene una serie de contadores de tramas y octetos (bytes) recibidos y transmitidos,
así como de una diversidad de situaciones excepcionales y errores (colisiones, múltiples colisiones,
colisiones tardías, errores de CRC, etc.). Todos estos contadores nos los muestra cada vez que ejecutamos
el comando ‘show interfaces’. El valor mostrado corresponde al acumulado desde la última vez
que se encendió el conmutador. Una forma de comprobar que está pasando tráfico en un momento dado
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10. Redes
es ejecutar dos veces el comando ‘show interfaces’ para una interfaz en particular y comprobar
que los contadores de tramas/octetos recibidos y transmitidos se incrementan. Por ejemplo si abrimos una
ventana de shell en uno de los ordenadores y ejecutamos el comando ping hacia el otro podremos lanzar
periódicamente en la ventana de consola del conmutador el comando ‘show interfaces’ y ver
como evoluciona el contador de paquetes y bytes transmitidos y recibidos. Podríamos calcular el tráfico
en un intervalo de tiempo dado tomando dos lecturas de los contadores y calculando las diferencias en
tiempo y en octetos transmitidos/recibidos entre ambas. Esto es lo que hacen programas como el MRTG
(ver www.mrtg.org) con la única diferencia de que en vez de utilizar el comando ‘show
interfaces’ emplean mensajes del protocolo estándar SNMP (Simple Network Management
Protocol). Otro comando interesante es el ‘clear counters interfaz’ (por ejemplo ‘clear
counters ethernet 0/2’) que pone a cero los contadores que corresponden a la interfaz indicada;
de esta forma sabemos que todo el tráfico contabilizado en los contadores que aparecen en el comando
‘show interfaces’ se ha producido desde la última vez que hemos borrado contadores. El
comando ‘clear counters’ se puede utilizar también sin argumentos, en cuyo caso borra los
contadores de todas las interfaces. El comando ‘clear counters’ requiere acceso en modo
Privilegiado al conmutador. Este comando debería utilizarse con cuidado en un entorno como el de esta
práctica donde varias personas están trabajando a la vez en el mismo conmutador y están posiblemente
consultando los mismos contadores.
Tráfico de BPDUs y desactivación del protocolo Spanning Tree
Vamos a comprobar ahora que el conmutador genera por sí mismo tráfico, aún en el caso de que los hosts
no estén enviando nada. Para evitar interferencias producidas por el tráfico de conexiones telnet haremos
este experimento desde la ventana minicom del ordenador 1 (N1 ó S1) y cerraremos la ventana telnet
abierta desde el ordenador 2, y la del 1 si la tuviéramos; el tráfico generado por la ventana minicom, al
emplear la interfaz de consola, no se refleja en los contadores de las interfaces Ethernet. Ejecutaremos a
continuación el coamndo ‘clear counters’, esperaremos 30 segundos y luego ejecutaremos un
‘show interface’ (abreviado ‘s in’) de alguna interfaz conectada, por ejemplo ‘s in e
0/1’. Podemos ver que el conmutador envía algo por esa interfaz pues el contador de tramas y octetos
transmitidos se incrementa pero no así el de recibidos ya que el host 1 no está enviando nada2. Ese tráfico,
de caudal reducido pero continuo que genera el conmutador es todo multicast, como puede verse por los
contadores, y se debe en su mayor parte a los mensajes ‘hello’ del protocolo Spanning Tree, que por
defecto se envían a razón de uno cada 2 segundos. Para comprobarlo desactivaremos el Spanning Tree en
el conmutador. El comando que activa el Spanning Tree es ‘spantree’; como por defecto está activado y
lo que queremos ahora es desactivarlo utilizaremos el comando ‘no spantree’. Además debemos indicar
en que VLAN queremos aplicarlo; como no hemos configurado todavía ninguna VLAN todos los puertos
se encuentran asignados a la VLAN por defecto, que es la 1. Por tanto el comando que debemos teclear es
‘no spantree 1’ que ejecutaremos en modo Configuración Global en la consola del conmutador
(ventana minicom del ordenador 1). La secuencia es la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#no spantree 1
(config)# CTRL/Z
#
Una vez desactivado el Spanning Tree repetiremos la secuencia anterior (comando ‘clear
counters’ seguido al cabo de un tiempo de ‘s in e 0/1’) para ver si hay algo de tráfico.
Podremos observar que el tráfico es ahora mucho menor, pero no nulo (exactamente una trama por
minuto). Este tráfico corresponde al CDP (Cisco Discovery Protocol), un protocolo propietario de Cisco
que permite que los equipos Cisco presentes en una red se encuentren automáticamente. Si queremos que
el conmutador no genere absolutamente ningún tráfico debemos desactivar también este protocolo, cosa
que podemos hacer sin ningún problema ya que el CDP no se utiliza en esta práctica. Pero mientras que el
Spanning Tree se activa o desactiva de forma global para todo el conmutador el CDP se activa o desactiva
a nivel de interfaz, no de forma global. Así pues utilizaremos el comando ‘no cdp enable’ en modo
Configuración de Interfaz. La secuencia de comandos, por ejemplo para la interfaz 1, es la siguiente:
2
En el ‘show interfaces’ los contadores de tráfico transmitido o recibido siempre se refieren
desde el punto de vista del conmutador, es decir transmitido significa saliente, tráfico dirigido desde el
conmutador hacia el host.
P1-10

11. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#int eth 0/1
(config-if)#no cdp enable
(config-if)#CTRL/Z
#
Una vez desactivado el CDP podremos comprobar que por mucho que esperemos no se genera
absolutamente ningún tráfico.
Funcionamiento de los LEDs y cambio de modo
Vamos a describir a continuación la información que suministran los LEDs de las interfaces en los
Catalyst 1900, ya que para el adecuado desarrollo de la práctica es interesante conocerla. La información
de los LEDs es configurable por el usuario, que puede conmutar entre varios posibles modos de
funcionamiento pulsando el botón ‘MODE’, que se encuentra en la parte frontal izquierda del conmutador
(ver figura 1). Los posibles modos son: STAT (Status), UTL (Utilization) y FDUP (Full Duplex). Un
LED encima del botón MODE indica en que modo se encuentra el conmutador en cada momento.
Inicialmente los LEDs se encuentran en modo STAT; se puede cambiar a modo UTL pulsando una vez el
botón MODE, o a modo FDUP pulsando dos veces. Pulsando el botón una tercera vez se vuelve al modo
STAT. Independientemente del modo en que se encuentre el conmutador revierte al modo STAT al cabo
de cierto tiempo.
En el modo STAT cada LED representa el status de la interfaz correspondiente: una luz verde indica que
hay enlace con el equipo conectado a esa interfaz; si además la luz parpadea indica que hay tráfico por
ella. Si el LED está apagado significa que no hay enlace, lo cual puede deberse a que no hay ningún
equipo conectado en esa interfaz, a que el equipo está apagado o a que se ha utilizado un cable incorrecto
(por ejemplo un cable cruzado). Cuando un LED parpadea en ámbar significa que se están detectando
problemas con el tráfico en esa interfaz, que pueden ser, por ejemplo: excesivas colisiones, errores de
CRC, errores de alineamiento (tramas que no tienen un número entero de bytes), etc. Normalmente en
estos casos el parpadeo alterna entre verde y ámbar pues no todas las tramas son erróneas. Por último si
un LED se enciende en ámbar de forma permanente indica que la interfaz correspondiente se encuentra en
estado ‘blocked’ (o algún otro estado no ‘forwarding’) por indicación del protocolo Spanning Tree.
En el modo UTL los LEDs de las 24 interfaces 10BASE-T se utilizan de forma conjunta para mostrar el
ancho de banda agregado que está manejando el conmutador, con una escala más o menos logarítmica. La
escala utilizada se muestra en la tabla 4.
LEDs Ancho de banda total (Mb/s)
De 1 a 8 De 0,1 a < 6
De 9 a 16 De 6 a < 120
De 17 a 24 De 120 a <280
Tabla 4. Significado de los LEDs en el modo UTL en un Catalyst 1924
Además de marcar el tráfico instantáneo con LEDs parpadeantes el conmutador mantiene encendidos
durante breves instantes los LEDs que marcan el valor máximo alcanzado.
Por último el modo FDUP muestra que interfaces están configuradas en modo full dúplex encendiendo en
verde el LED correspondiente. En caso de que la interfaz esté configurada half-duplex el LED no se
enciende.
Generación de tráfico masivo
Ahora haremos un experimento consistente en provocar tráfico masivo a través del conmutador. Para ello
en una ventana de shell ejecutaremos el comando ‘ping –f dirección_IP’ (donde dirección_IP
es la dirección IP del ordenador contra el que se ejecuta el ping). La opción –f (flood) envía 100 paquetes
por segundo con lo que se genera una cantidad de tráfico fácilmente apreciable en los contadores y en los
LEDs. El ordenador 1 ejecutará el ping hacia el 2. Por defecto el comando ping envía paquetes ICMP de
P1-11

12. Redes
56 octetos de datos, lo cual da lugar a una trama Ethernet de 102 octetos3. A razón de 100 paquetes por
segundo esto genera un tráfico de 81,6 Kb/s en cada sentido (recordemos que en el ping cada paquete
recibido es respondido con otro igual). Mediante el comando ‘clear counters interfaz’
seguido de ‘show interface interfaz’ para la interfaz correspondiente (Ethernet 0/1 ó Ethernet
0/2 según se trate del host 1 ó el 2) observaremos el rápido incremento de los contadores de tramas y
octetos recibidos y transmitidos. También podemos apreciar el tráfico generado observando los LEDs de
las interfaces: en el modo STAT: veremos que los que tienen tráfico parpadean, siendo la frecuencia del
parpadeo proporcional a la cantidad de tráfico. Si pasamos al modo UTL veremos como al lanzar el ping
–f se incrementa el número de LEDs encendidos; si lanzamos varios ping –f en paralelo (en varias
ventanas) veremos como crece el número de LEDs encendidos en el modo UTL, y permanece encendido
el que corresponde al máximo alcanzado.
Prueba de una conexión half-full dúplex (duplex mismatch)
Ahora haremos una prueba de los problemas de rendimiento que se producen cuando se tiene una
configuración mixta half-full en una conexión Ethernet (situación conocida como ‘duplex mismatch’).
Las interfaces 10BASE-T del conmutador no negocian el modo duplex half-full y tienen por defecto
configuración half-dúplex. En cambio las tarjetas de los ordenadores sí negocian el modo duplex en el
momento de conectarse. Por tanto los ordenadores al conectarse al conmutador se han puesto a trabajar en
modo half-duplex.
El experimento que realizaremos a continuación consiste en lo siguiente: en primer lugar mediremos,
usando el comando ping, el rendimiento que se obtiene en la comunicación entre los ordenadores 1 y 2
cuando ambos tienen su conexión configurada half en los dos extremos (ordenador y conmutador).
Después cambiaremos la interfaz 1 del conmutador a modo full-duplex, con lo que conseguiremos un
duplex mismatch en la conexión del ordenador 1 (el ordenador en modo half y el conmutador en modo
full). A continuación repetiremos el ping anterior, con lo que podremos comparar el resultado con el
obtenido en el primer caso. La figura 6 muestra la situación de forma esquemática.
1
Half
1 Full
2
Half Half
2
Figura 4. Conexión half-full en un conmutador
Obsérvese que para conseguir una comunicación ineficiente es suficiente tener ‘duplex mismatch’ en una
de las dos conexiones involucradas, en este caso la del ordenador 1 con el conmutador.
Para que la diferencia de rendimiento entre el modo half-half y el half-full sea más evidente
provocaremos una situación de congestión en la red. Utilizaremos para ello el comando ‘ping –f –c
número –s 5912 dirección_IP’. Este comando inyecta 100 paquetes por segundo de 5940
bytes en la Ethernet lo cual induce un tráfico de exactamente 9,8432 Mb/s (4,9216 Mb/s de ida y 4,9216
Mb/s de vuelta4). La duración de la ráfaga viene determinada por el parámetro ‘número’ de la opción –c,
que inidca el número de paquetes a enviar. Así por ejemplo con ‘ping –f –c 1000 –s 5912
3
56 de datos más la cabecera ICMP (8 bytes) la cabecera IP (20 bytes), la cabecera MAC (14 bytes) y el
CRC (4 bytes).
4
Para saber como calcular exactamente el caudal en Mb/s que corresponde a un determinado tamaño de
paquete en el comando ping consultar el apéndice II.
P1-12

13. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
dirección_IP’ generamos una ráfaga de 10 segundos de duración (1000 paquetes) y con ‘ping –
f –c 1200 –s 5912 dirección_IP’ la ráfaga es de 12 segundos (1200 paquetes).
Para la prueba abriremos en el ordenador 1 (N1 o S1) dos ventanas de shell. En la primera ejecutaremos
el comando ‘ping –f –c 1200 –s 5912 dirección_IP’ poniendo como dirección IP de
destino la del ordenador 2 (10.0.1.12 o 10.0.1.22 según se trate de N2 ó S2, respectivamente).
Inmediatamente después ejecutaremos en la segunda ventana de shell el comando ‘ping –f –c
1000 –s 5912 dirección_IP’ hacia la misma dirección IP que el primero. La finalidad del
primer ping, cuya duración es de 12 segundos, es actuar de relleno generando un tráfico elevado en la red
Ethernet durante los 10 segundos que dura el segundo ping, que es el que utilizaremos para medir el
rendimiento. Del segundo ping nos interesa obtener el resumen final sobre paquetes transmitidos y
recibidos, del primero lo único que nos interesa es que esté en marcha durante todo el tiempo que dura el
segundo, es decir que empiece antes y termine después. Por ello es importante que el ping ‘de relleno’
(‘ping –f –c 1200’) se lance antes que el ping de prueba (‘ping –f –c 1000’), pero no
más de dos segundos antes para asegurar que termina después, aunque en caso necesario se puede ampliar
la duración del ping de relleno aumentando el número de paquetes. A menudo el ping -f ejecutado en
estas condiciones se engancha al final y hay que abortarlo con CTRL/C, pero tanto si termina
normalmente como si se aborta con CTRL/C el ping envía todos los paquetes indicados en la opción –c y
muestra un resumen final con las estadísticas habituales de tiempo mínimo, medio, máximo, paquetes
transmitidos, paquetes recibidos, etc. Si tenemos duda sobre cuando termina el ping podemos controlar el
tiempo transcurrido con un reloj o simplemente observar el cambio de actividad en los LEDs del
conmutador. De todos los datos que aparecen en el ping de prueba solo nos interesa el número de
paquetes transmitidos y recibidos, que deben ser iguales o muy parecidos.
Podemos aprovechar el envío de tráfico masivo que se realiza con el ping –f en esta parte de la práctica
para probar el modo UTL de los LEDs, que hemos descrito anteriormente. Pulsando una vez el botón de
cambio de modo de los LEDs pasaremos a modo UTL y veremos como mientras está en marcha el ping
–f se encienden varios LEDs y cuando termina se apagan, quedando encendido entonces el que
corresponde al valor máximo alcanzado. Dado que solo estamos generando tráfico en dos interfaces de 10
Mb/s los valores que obtendremos de tráfico a nivel global no serán muy elevados, aun cuando las
interfaces utilizadas lleguen a estar completamente saturadas.
Una vez hemos probado y nos hemos familiarizado con el procedimiento descrito para la medida de
rendimiento entraremos desde el ordenador 1 (en una ventana minicom) en la consola del conmutador y
borraremos los contadores de la interfaz con el comando ‘clear counters eth0/1’ en modo
Privilegiado. A continuación repetiremos el proceso de los dos ping –f y anotaremos los valores de
paquetes transmitidos y recibidos de las estadísticas mostradas por el ‘ping –f –c 1000’. Después
ejecutaremos en la consola del conmutador el comando ‘show interfaces eth0/1’ y anotaremos
los valores que allí aparecen de los siguientes contadores:
• Runt frames
• FCS Errors
• Single collisions
• Multiple collisions
• Excessive collisions
Dado que antes de lanzar los dos ping -f hemos borrado contadores los valores que anotamos
corresponden únicamente a la ejecución de esos dos pings. Estos valores junto con el número de paquetes
transmitidos y recibidos que obtuvimos en la ventana del ping son los que compararemos con la prueba en
modo ‘half-full’ que haremos a continuación. Recordemos que en el apéndice I se encuentra la
explicación detallada del significado de todos los contadores que aparecen en el comando ‘show
interfaces’.
Ahora debemos cambiar a modo full dúplex la interfaz Ethernet 0/1 en la que se conecta el ordenador 1.
Para ello utilizaremos el comando ‘duplex full’ en el modo Configuración de Interfaz de la interfaz
que queremos cambiar. La secuencia de comandos es la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#int eth0/1
(config-if)#duplex full
P1-13

14. Redes
(config)# CTRL/Z
#
Una vez hecho el cambio a full lo comprobaremos de dos maneras. Por un lado utilizaremos el comando
‘show interfaces ethernet 0/1’ (o ‘s in e 0/1’) y buscaremos el sitio donde ponga
‘Duplex setting: Full duplex’. La segunda comprobación la haremos pasando a modo
FDUP los LEDs del conmutador mediante el botón MODE (pulsar dos veces para pasar desde modo
STAT); en el modo FDUP se encienden únicamente los LEDs correspondientes a las interfaces que están
en modo full dúplex, en nuestro caso la interfaz 1.
Comprobaremos a continuación que, aunque hemos modificado la configuración duplex del puerto 1 del
conmutador la interfaz Ethernet del ordenador 1 continúa en modo half. Para ello utilizaremos el
comando ‘ethtool eth0’.
COMANDO ‘ethtool’
El comando ‘ethtool’ nos devuelve información sobre la configuración y posibilidades de la tarjeta
Ethernet de nuestro ordenador. Como es habitual el comando man ethtool nos muestra todas sus
opciones y posibilidades, aunque de momento solo nos interesa la información que devuelve sin
opciones, como se muestra en el siguiente ejemplo:
[root@lab3inf005 ~]# ethtool eth0
Settings for eth0:
Supported ports: [ TP MII ]
Supported link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
Supports auto-negotiation: Yes
Advertised link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
Advertised auto-negotiation: Yes
Speed: 10Mb/s
Duplex: Half
Port: MII
PHYAD: 1
Transceiver: internal
Auto-negotiation: on
Supports Wake-on: g
Wake-on: g
Current message level: 0x00000007 (7)
Link detected: yes
[root@lab3inf005 ~]#
La línea 11 (‘Duplex: Half’) nos indica que el modo duplex actual es Half. También nos indica las
posibilidades de la tarjeta, si se encuentra activada la función de autonegociación y la velocidad que se
está utilizando actualmente (10 Mb/s).
Una vez cambiada a modo full dúplex la interfaz 1 del conmutador y conseguido por tanto el ‘duplex
mismatch’ repetiremos el proceso anterior consistente en:
1. Borrar contadores de la interfaz 1 con el comando ‘clear counters eth 0/1’
2. Abrir dos ventanas de shell en el ordenador 1 y lanzar el ping de relleno hacia 2 (‘ping –f –c
1200 –s 5912 dirección_IP’) seguido inmediatamente del otro (‘ping –f –c
1000 –s 5912 dirección_IP’). Cuando los dos pings hayan terminado (abortar con
CTRL/C en caso necesario) tomaremos nota de los paquetes transmitidos y recibidos en el
segundo ping (‘ping –f –c 1000’).
3. Ejecutar ‘show interfaces eth 0/1’ y anotar los valores de los mismos contadores que
antes
Antes de ejecutar los dos pings debemos asegurarnos de que los LEDs del conmutador estén en modo
STAT. Así podremos observar el parpadeo en los LEDs de las interfaces 1 y 2 durante la ejecución de los
P1-14

15. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
‘ping –f’. Ahora bien, mientras que el LED de la interfaz 2 parpadea siempre en verde el de la 1, que
es el que tiene duplex mismatch, alterna el parpadeo verde con el ámbar. Los parpadeos ámbar se
producen por tramas incompletas y tramas erróneas que el conmutador está recibiendo del host 1. Esto se
debe precisamente al duplex mismatch de la interfaz 1, que no ocurre en la interfaz 2, donde tanto el host
como el conmutador están half. El modo half del ordenador 1 provoca que cada vez que detecte una
colisión con el conmutador suspenda la transmisión en curso.
Comparando los valores obtenidos en la primera prueba y en la segunda observamos lo siguiente:
• En la primera prueba (conexión half-half) se producen muchas colisiones (sencillas y múltiples)
y algunas ‘excessive collisions’. Esto es algo normal dado el grado de congestión que hemos
provocado, muy superior a lo que la red permite. Sin embargo esas colisiones son resueltas de
manera satisfactoria por el retroceso exponencial binario de CSMA/CD y solo las ‘excessive
collisions’ (que son muy pocas) provocan pérdida de tramas. Estas pérdidas se producen en una
proporción pequeña, como puede comprobarse por el contador de paquetes del ping.
• En la segunda prueba (conexión half-full) la tasa de pérdidas es mucho mayor como se
comprueba por el contador de paquetes del ping y por el elevado valor de los contadores ‘FCS
errors’ y ‘Runt frames’ en el ‘show interfaces ethernet 0/1’. Los ‘runt frames’ se
deben a envíos del host que éste ha abortado al detectar una colisión antes de haber podido
enviar 64 bytes; se trata pues de tramas con una longitud menor que la mínima permitida en
Ethernet. Los ‘FCS errors’ se deben a tramas abortadas por el host antes de terminar pero que ya
han pasado del byte 64; por tanto tienen una longitud válida pero un CRC inválido. Es
interesante observar que en esta segunda prueba el conmutador no registra ninguna colisión, a
pesar de la congestión y del elevado grado de pérdidas de tramas. Esto se debe a que al funcionar
la interfaz en modo full se ha desactivado el CSMA/CD con lo que el contador de colisiones del
conmutador para esa interfaz es siempre cero.
Envío de tráfico broadcast
Haremos a continuación un experimento que consiste en analizar como evoluciona el contador de tramas
broadcast/multicast del conmutador. Para provocar tráfico de este tipo utilizaremos el comando ‘ping
10.0.1.100’. Esta dirección IP no está asignada a ningún equipo, pero al encontrarse en la misma subred
(empieza por 10.0.1) nuestro ordenador intentará localizarla enviando mensajes ARP broadcast5 a razón
de uno por segundo, aproximadamente. Los mensajes broadcast (dirección MAC X’FFFF.FFFF.FFFF’)
se propagan por inundación a todas las interfaces activas del conmutador (las interfaces que no tienen
nada conectado no están activas a nivel físico, por lo que nunca se envía por ellas ningún tráfico, ni
siquiera el broadcast).
En esta prueba únicamente utilizaremos el ordenador 1. Primero lanzamos el ping a la dirección
10.0.1.100 desde una ventana de shell y con el ping en marcha abrimos en otra ventana la consola del
conmutador. A continuación borraremos contadores de todo el conmutador (comando ‘clear
counters’) y teclearemos después el comando ‘show interfaces’. Observaremos que en la
interfaz 1 (Ethernet 0/1) aumentan paulatinamente los contadores ‘Broadcast/multicast
frames’ y ‘Broadcast/multicast octets’ en la columna de la izquierda, que corresponde a
‘Receive Statistics’. En cambio en el resto de interfaces activas (en nuestro caso solo la 2)
veremos que los contadores que se incrementan son los de la derecha, que corresponden a ‘Transmit
Statistics’. Esto significa que el ordenador conectado a esa interfaz está recibiendo los mensajes
broadcast que el conmutador recibe por la interfaz 1. (Recordemos que el sentido de recepción o
transmisión se interpreta siempre desde el punto de vista del conmutador.)
Tabla de direcciones MAC, tiempo de vida y cambio en marcha de una conexión
En este apartado vamos a analizar la información que contiene la tabla de direcciones MAC del
conmutador. Para ello utilizaremos en modo Privilegiado el comando ‘show mac-address-table’
que nos muestra una tabla con la relación de todas las direcciones MAC conocidas por el conmutador y
las interfaces por las que están accesibles. También podemos probar el comando ‘clear mac-
5
ARP (Address Resolution Protocol) es el protocolo que resuelve la equivalencia de las direcciones IP en
las direcciones MAC. ARP se basa en el envío inicial de un paquete broadcast
P1-15

16. Redes
address-table’ que, como su nombre indica, borra completamente la tabla de direcciones MAC y
obliga a que las tramas siguientes sean enviadas por inundación.
Una manera fácil de llenar la tabla de direcciones MAC del conmutador es lanzar un ping a la dirección
IP broadcast de la red, en nuestro caso ‘ping –b 10.0.1.255’6. Como esto generamos tráfico hacia y desde
todos los dispositivos IP de la red (en nuestro caso el otro ordenador y el conmutador), con lo que
rápidamente les veremos aparecer en la tabla de direcciones MAC del conmutador (aunque a veces hay
equipos que no responden a los pings broadcast). Sin embargo la tabla del conmutador no nos muestra
direcciones IP, ya que este dispositivo solo funciona a nivel 2 y no analiza la información a nivel de red.
Si queremos averiguar la equivalencia IP-MAC debemos utilizar en los hosts el comando UNIX ‘arp –a
–n’ que nos muestra la tabla ARP caché, que sí contiene dicha información.
COMANDO ‘arp’
El comando ‘arp’ (disponible en UNIX y en Windows) permite averiguar la tabla de equivalencia
entre direcciones IP y direcciones MAC que tiene un host en un instante determinado. Dicha tabla,
conocida como la ARP-cache, es cambiante con el tiempo.
En esta práctica utilizamos el comando ‘arp’ con las opciones ‘–a’, que indica que queremos obtener la
tabla ARP caché, y ‘–n’ que indica que queremos obtener las direcciones IP, no los nombres
correspondientes. En la maqueta que estamos manejando en esta práctica no hay servicio de DNS
(Domain Name Server o resolución de nombres), por lo que el uso de la opción –n es necesario para que
el comando funcione correctamente.
Un ejemplo de uso del comando arp es el siguiente:
[root@lab3inf005 ~]# arp –a -n
? (10.0.1.10) at 00:06:5B:B9:A1:94 [ether] on eth0
? (10.0.1.12) at 00:0A:5E:3C:81:8C [ether] on eth0
[root@lab3inf005 ~]#
De manera análoga a lo que ocurre con la tabla de direcciones MAC del conmutador las entradas de la
ARP caché también caducan, pero si hemos hecho recientemente el ping broadcast es muy probable que
ambas tablas contengan entradas para todos los equipos de la red. La única entrada que nunca aparece en
la ARP caché es la que corresponde al propio host donde se ejecuta el comando arp. Para averiguar la
dirección MAC (y la IP) del propio host debemos utilizar el comando ‘ifconfig eth0’.
Ahora cada alumno debe realizar desde su ordenador el siguiente proceso:
1. Lanzar un ping broadcast a la red: ‘ping –b –c 5 10.0.1.255’. (enviando cinco
paquetes debe ser suficiente para conseguir respuesta de todos los hosts).
2. Ejecutar en una ventana de shell de su ordenador ‘arp –a –n’ e ‘ifconfig eth0’.
Anotar en una tabla la información obtenida sobre correspondencia entre direcciones IP y
direcciones MAC. La tabla debe contener tres entradas, una entrada para cada dispositivo activo
en la red (dos hosts y un conmutador).
3. Conectarse como consola al conmutador haciendo telnet a su dirección IP, entrar en modo
Privilegiado, ejecutar el comando ‘show mac-address-table’ y comprobar que las
direcciones MAC que aparecen se encuentran en la interfaz que les corresponde, por ejemplo la
dirección MAC del ordenador 10.0.1.12 (N2) debe estar asociada a la interfaz Ethernet 0/2 del
Catalyst Norte.
Las entradas en la tabla de direcciones MAC del conmutador caducan al cabo de un tiempo, por lo que en
ella solo aparecen los hosts activos (los que están enviando tráfico en ese momento, o que lo han hecho
recientemente). El tiempo de vida de las entradas en los Catalyst 1900 es configurable, siendo su valor
por defecto de 5 minutos. El comando en modo Privilegiado ‘show mac-address-table aging-
6
La dirección broadcast IP en una red se construye poniendo la parte de red de la dirección (en nuestro
caso 10.0.1) seguida de una dirección toda unos para el resto.
P1-16

17. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
time’ nos muestra el tiempo de vida que tiene configurado el equipo en un momento dado. Para
modificar su valor podemos utilizar el comando ‘mac-address-table aging-time’ en modo
Configuración Global; por ejemplo mediante el comando ‘mac-address-table aging-time
120’ reducimos dicho tiempo a 2 minutos, obligando así a una más frecuente inundación de las tramas.
Ahora realizaremos un experimento consistente en lo siguiente:
• Reducimos el tiempo de vida a 30 segundos mediante el comando ’mac-address-table
aging-time 30’ (en modo Configuración Global)
• Ponemos en marcha un ping desde el ordenador 1 al 2. En el ordenador 1 abrimos una ventana
de consola del conmutador y comprobamos mediante el comando ‘show mac-address-
table’ (modo Privilegiado) que la tabla contiene las entradas correspondientes a las
direcciones MAC correspondientes en las interfaces Ethernet 0/1 y Ethernet 0/2.
• Sin parar el ping desenchufamos el ordenador de la interfaz 2 y lo enchufamos en la interfaz 4
del conmutador. Observaremos que el ping empieza a fallar. Entonces repetiremos en la consola
del conmutador el comando ‘show mac-address-table’ donde podremos comprobar
que la dirección MAC del ordenador 2 sigue asociada con la interfaz Ethernet 0/2 en vez de la
Ethernet 0/4 en que se encuentra ahora. A continuación repetiremos el comando ‘show mac-
address-table’ varias veces hasta observar que la dirección MAC se asocia a la nueva
interfaz, cosa que ocurre justo 30 segundos después de haber cambiado el cable, como podremos
comprobar por el número de pings que fallan. Mientras la dirección MAC estaba asociada a la
interfaz Ethernet 0/2 las tramas se perdían pues el conmutador seguía empeñado en enviarlas por
él; en cambio una vez la dirección desaparece de la tabla el siguiente ping se envía por
inundación a todas las interfaces y la primera respuesta recibida de la interfaz 4 hace que la
dirección MAC aparezca enseguida asociada a la nueva interfaz.
Podemos provocar el rápido restablecimiento del ping si después de cambiar el cable tecleamos el
comando ‘clear mac-address-table’, ya que de esta forma borramos toda la tabla, forzamos a
que se realice la inundación y se localice la nueva ubicación del ordenador cambiado. El alumno
devolverá ahora el ordenador 2, sin parar el ping, a su interfaz original; a continuación probará como
mediante este comando la comunicación se restablece de forma inmediata.
Obsérvese que si las entradas en la tabla de direcciones MAC no caducaran nunca, entonces sería
imposible localizar a un ordenador que se cambiara de interfaz en el conmutador, salvo que se utilizara el
comando ‘clear mac-address-table’ cada vez.
Parte 1.3: Interconexión de ambos conmutadores y prueba del Spanning Tree.
En esta parte de la práctica se realizan diversas interconexiones entre los dos conmutadores (Norte y Sur)
de cada maqueta. Inicialmente se unen por una sola interfaz, con lo que se consigue conectividad entre
ambos. Después se establece un segundo enlace creando un bucle, con lo que el Spanning Tree desactiva
uno de ellos. A continuación se realizan diversos experimentos con el fin de alterar las decisiones
adoptadas por el Spanning Tree.
P1-17

18. Redes
Interconexión y creación de un bucle 10-100 entre ambos conmutadores
En primer lugar interconectaremos los dos conmutadores por la interfaz 6 (figura 5). Para ello
utilizaremos un latiguillo Ethernet “crossover", es decir que cruce la señal de transmisión y recepción de
los dos extremos (si nos equivocamos y utilizamos un latiguillo normal no se estropea nada, lo único que
ocurre es que no se establece el enlace). Una vez realizada esta conexión todos los ordenadores Norte y
Sur pueden intercambiar tráfico entre sí. Los alumnos deberán comprobar que existe conectividad
enviando pings a ordenadores conectados en el otro conmutador. Mediante el comando ‘s in e 0/6’
(‘show interface ethernet 0/6’) pueden observar como se incrementa el contador de tráfico
en la interfaz 6. También podrán consultar la tabla de direcciones MAC del conmutador (comando
‘show mac-address-table’) y comprobarán que en la interfaz 6 aparecen las direcciones MAC
correspondientes a los ordenadores del otro conmutador. Para averiguar las direcciones MAC de los
ordenadores remotos se puede seguir el procedimiento indicado anteriormente, es decir lanzar desde el
host un ‘ping –b 10.0.1.255’ seguido del comando ‘arp –a’.
10.0.1.10/24 10.0.1.20/24
N1 Norte Sur S1
1
1
2 6 6 2
10.0.1.11/24 10.0.1.21/24
N2 S2
10.0.1.12/24 10.0.1.22/24
RS-232
10BASE-T
Figura 5. Interconexión de los conmutadores a 10 Mbps
Ahora haremos una prueba del protocolo Spanning Tree. En primer lugar reactivaremos el protocolo, ya
que lo habíamos desactivado anteriormente. Para ello entramos en modo Configuración Global y
tecleamos el comando ‘spantree 1’ (salir con CTRL/Z). A continuación utilizaremos en modo
Privilegiado el comando ‘show spantree’. para obtener información de la topología del Spanning
Tree. La respuesta que obtendremos por consola será similar a la siguiente:
# show spantree 1
VLAN1 is executing the IEEE compatible Spanning Tree protocol
Bridge Identifier has priority 32768, address 00e0.1e69.2300
Configured hell time 2, max age 20, forward delay 15
Current root has priority 32768, address 0053.4500.0000
. . .
La dirección MAC que aparece en el campo ‘Bridge Identifier’ (en este ejemplo
00e0.1e69.2300) es el identificador de Spanning Tree de nuestro conmutador (este identificador está
escrito además en una etiqueta situada en la parte superior del conmutador). El identificador que aparece
en el campo ‘Current root’ (0053.4500.0000 en este ejemplo) es el identificador del
conmutador raíz del árbol de spanning tree. Si ambos coinciden significa que este conmutador ha sido
seleccionado como raíz. Si no coinciden significa que el raíz es el otro conmutador. Los alumnos podrán
comprobar que en todas las maquetas el Catalyst Norte es elegido como conmutador raíz por tener el
identificador más bajo. El comando ’show spantree 1’ muestra una información desglosada por
interfaz que ocupa varias pantallas. En dicha información podemos ver que las interfaces Ethernet tienen
asociado un costo de 100, mientras que las Fast Ethernet lo tienen de 10. Además podemos comprobar
que todas las interfaces se encuentran en estado ‘Forwarding’ (aunque en este momento muchas de ellas
no están operativas a nivel físico pues no tienen nada conectado).
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19. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
Aunque el conmutador se identifica ediante una dirección MAC, en realidad posee 28 direcciones MAC
diferentes consecutivas. La primera de ellas, que denominamos canónica, la utiliza para identificarse en
todo lo relacionado con el protocolo Spanning Tree. Las 27 direcciones siguientes se asocian con sus 27
interfaces. Así por ejemplo si la dirección canónica es la 00e0.1e69.2300, entonces la interfaz 1
(Ethernet 0/1) tendrá asociada la 00e0.1e69.2301, la 2 la 00e0.1e69.2302 y así sucesivamente
hasta la 00e0.1e69.231b que corresponderá con la interfaz 27 (FastEthernet 0/27). Las direcciones
MAC del conmutador nunca figuran como direcciones de origen de las tramas que reenvía, pero sí se
utilizan como direcciones de origen de las tramas que él mismo genera, como las del protocolo Spanning
Tree, las del CDP (Cisco Discovery Protocol) o las respuestas a los mensajes de ping.
La salida generada en pantalla por el comando ‘show spantree’ resulta incómoda pues nos muestra
la información de todas las interfaces. Para averiguar la situación de Spanning Tree de una interfaz en
particular (la 6 por ejemplo) es preferible utilizar el comando ‘s in e 0/6’ (‘show interface
ethernet 0/6’); el estado de Spanning Tree aparece donde pone ‘802.1d STP State:’.
Procederemos ahora a interconectar ambos conmutadores a 100 Mb/s (figura 6) para crear un bucle entre
ellos y analizar las decisiones que adopta el Spanning Tree. Antes de realizar la conexión a 100 Mb/s
lanzaremos un ping entre dos ordenadores conectados a conmutadores diferentes a fin de monitorizar en
tiempo real como evoluciona la conectividad entre ellos. A continuación realizaremos la conexión a 100
Mb/s utilizando la interfaz A, es decir la FastEthernet0/26 (100BASE-FX) en el Catalyst Norte y en el
Sur. Se deberá utilizar un latiguillo de fibra óptica, que nos suministrará el profesor, cruzando el Transmit
con el Receive, es decir el cable que se conecta al transmit en un conmutador debe conectarse al receive
en el otro, y viceversa, Como resulta incómodo seguir el latiguillo para averiguar la correspondencia entre
extremos lo más sencillo es conectar el latiguillo en ambos conmutadores de cualquier manera, y si no se
establece el enlace (cosa que averiguaremos enseguida al ver que no se enciende la luz de link)
invertiremos los conectores en uno de los dos lados.
10.0.1.10/24 10.0.1.20/24
A A
N1 Norte Sur S1
1
1
2 6 6 2
10.0.1.11/24 10.0.1.21/24
N2 Puerto bloqueado S2
por spanning tree
10.0.1.12/24 10.0.1.22/24
RS-232
10BASE-T
100BASE-FX
Figura 6. Interconexión de los conmutadores a 100 Mbps y Spanning Tree
Al realizar la conexión por la interfaz A sin desconectar la conexión por la 6 provocamos un bucle en la
topología de la red con lo que el Spanning Tree cortará momentáneamente la comunicación entre ambos
conmutadores. Al cabo de unos instantes, cuando los conmutadores han intercambiado sus BPDUs y han
calculado la nueva topología el bucle se resuelve bloqueando la interfaz 6 en el Catalyst sur (la interfaz de
mayor costo al raíz en el conmutador no raíz). Los alumnos deberán medir de forma aproximada el
tiempo que dura la desconexión entre ambos conmutadores como consecuencia del cambio de topología
utilizando para ello el ping que han dejado en marcha antes de realizar la conexión de 100 Mb/s. Además
deberán observar la evolución de los LEDs en las interfaces 6 y A del Catalyst Sur (para esta prueba los
LEDs deben estar en modo STAT). Si todo ocurre como es debido deberán observar que inicialmente se
bloquean tanto la interfaz 6 como la A en el Catalyst Sur y los LEDs de ambas interfaces se ponen de
color ámbar; al cabo de unos instantes, cuando la comunicación se restablece se deberá quedar en ámbar y
bloqueada únicamente la interfaz 6 del Catalyst Sur.
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20. Redes
Una vez recuperada la conectividad utilizaremos el comando ‘s in f 0/26’ para comprobar que la
interfaz A está en estado ‘Forwarding’ en ambos conmutadores, mientras que la interfaz 6 se encuentra en
‘Forwarding’ en el Catalyst Norte y en ‘Blocking’ en el Sur, impidiendo de este modo la comunicación
efectiva a través de ese cable (comprobarlo mediante el comando ‘s in e 0/6’ en el Catalyst Norte y
en el Sur). Obsérvese que para bloquear la comunicación solo es necesario bloquear la interfaz 6 en el
Catalyst Sur, la del Catalyst Norte permanece Forwarding y por tanto ignora la situación. El bloqueo se
produce en el conmutador no raíz, es decir en el Catalyst Sur, y se produce en la interfaz 6 (Ethernet) ya
que por defecto tiene un costo de 100, mientras que la interfaz 26 (Fast Ethernet) tiene un costo 10. Si
ahora generamos tráfico de un conmutador a otro podremos comprobar mediante el comando ‘s in f
0/26’ que todo el tráfico discurre a través de la interfaz FastEthernet 0/26. También podremos
comprobar con el comando ‘show mac-address-table’ que las direcciones MAC del otro
conmutador se ven ahora a través de la interfaz FastEthernet 0/26.
Ahora desconectaremos el latiguillo de la interfaz A en uno cualquiera de los dos conmutadores para
comprobar como el Spanning Tree restablece, al cabo de unos instantes, la comunicación a través de la
interfaz 6. Mediante el ping que tenemos lanzado entre un host del Catalyst Norte y uno del Sur
comprobaremos que esto interrumpe la comunicación entre conmutadores hasta que de nuevo el Spanning
Tree calcula la nueva topología, que finalmente termina desbloqueando la interfaz 6 del Catalyst Sur. Los
cambios de estado que se producen pueden seguirse mediante los comandos ‘s in e 0/6’ y ‘s in
f 0/26’. Ejecutando repetidas veces el comando ‘s in e 0/6’ en el Catalyst Sur, y con algo de
suerte, podremos ver como la interfaz 6 evoluciona del estado ‘Blocking’ al estado ‘Forwarding’ (los
estados intermedios, Learning y Listening no se dan en la configuración por defecto de estas interfaces).
El estado de una interfaz también lo podemos ver por el color de su LED: ámbar significa que se
encuentra en estado ‘Blocking’, mientras que verde indica que se encuentra en estado ‘Forwarding’.
Una vez terminadas estas pruebas volveremos al estado anterior, es decir volveremos a conectar la
interfaz A de ambos conmutadores y dejaremos conectada también la 6. Esto provocará que se rehabilite
la conexión Fast Ethernet como vía de enlace entre ambos conmutadores.
Cambio de prioridad de Spanning Tree de un conmutador
Ahora repetiremos el comando ‘show spantree 1’ y nos fijaremos en la segunda y cuarta líneas
que nos muestran la prioridad de nuestro conmutador y la del conmutador raíz, respectivamente. Ambos
tienen una prioridad de 32768, que es el valor por defecto. La prioridad se utiliza para alterar las
decisiones que toma el algoritmo de Spanning Tree respecto a que conmutador debe actuar como raíz. A
igual prioridad el Spanning Tree elige siempre como raíz al conmutador que tiene un identificador más
bajo. En nuestro caso ese era el Catalyst Norte. Lo que haremos ahora es asignarle una prioridad inferior
al Catalyst Sur, con lo que independientemente de cual sea su identificador el Spanning Tree lo elegirá a
él como raíz. Bastará para ello con asignarle una prioridad una unidad por debajo del valor por defecto, es
decir 32767.
Para ello, únicamente en el Catalyst Sur, teclearemos en modo Configuración Global el comando
‘spantree-template 1 priority 32767’. A continuación ambos grupos (Norte y Sur)
teclearán de nuevo el comando ‘show spantree 1’, debiendo observar que la raíz del árbol es ahora
el Catalyst Sur, es decir que el árbol se ha invertido. Para ver estos cambios de forma más clara los
alumnos pueden abrir dos ventanas telnet en cada ordenador, una contra cada Catalyst, de forma que en
una sola pantalla puedan tener abiertas las consolas de los dos conmutadores y puedan seguir la evolución
del Spanning Tree en ambos equipos.
Aunque hemos cambiado el raíz y le hemos dado la vuelta al árbol el camino elegido sigue siendo el
enlace en fibra que une las interfaces A, ya que los costos de las interfaces son iguales en ambos
conmutadores, es decir 100 para las Ethernet y 10 para las FastEthernet. Sin embargo, al ser ahora raíz el
Catalyst Sur el bloqueo se produce en la interfaz 6 del Catalyst Norte, como se puede comprobar por el
cambio de color de los LEDs de la interfaz 6 en ambos conmutadores.
Cambio del costo en una interfaz
Para alterar la decisión en cuanto a caminos hacia el raíz del Spanning Tree vamos a modificar ahora los
costos. Lo que haremos es asociar a la interfaz 6 en el Catalyst Norte (que actualmente no es raíz) un
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21. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
costo de 8; de esta forma ese conmutador la elegirá como interfaz raíz, es decir como su camino de menor
coste hacia el raíz, bloqueando el puerto A, es decir tomará una decisión que no es óptima debido a que le
suministramos información errónea en cuanto a costos. Para cambiar el costo de la interfaz 6 entraremos,
solo en el Catalyst Norte, en modo Configuración de Interfaz para la interfaz Ethernet 0/6 y teclearemos
el comando ‘spantree cost 8’ como se muestra a continuación:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#int eth0/6
(config-if)#spantree cost 8
(config-if)#exit
(config)# CTRL/Z
#
Una vez modificado el costo veremos que en el Catalyst Norte la interfaz A cambia de color verde a
ámbar y la 6 de ámbar a verde. Podemos utilizar también el comando ‘show spantree’ para
comprobar que la interfaz 6 está ahora ‘Forwarding’ y que la 26 está ‘Blocked’.
Con el costo de la interfaz 6 cambiado en el Catalyst Norte volveremos ahora el árbol a su situación
inicial, es decir volveremos a poner el Norte como raíz. Para ello le daremos al Catalyst Norte la misma
prioridad que le dimos antes al Sur, es decir 32767. De esta forma vuelve a prevalecer el orden basado
únicamente en el identificador. Para cambiar la prioridad procedemos como antes, utilizando en modo
Configuración Global el comando ‘spantree-template 1 priority 32767’. Podemos
comprobar que el árbol vuelve a su estado original con el comando ‘show spantree 1’. Sin
embargo ahora el bloqueo se produce en la interfaz 6 como al principio y no en la A, a pesar del cambio
de costos que habíamos efectuado en el Catalyst Norte. En realidad los costos de las interfaces en el
conmutador raíz carecen de importancia ya que nunca intervienen en el cálculo de costos. En nuestro caso
el Catalyst Sur calculará el costo de sus caminos al raíz en base a sus propios costos únicamente, sin
utilizar para nada los costos de las interfaces en el Catalyst Norte. Si ahora volvemos a su valor normal el
costo de la interfaz 6 en el Catalyst Norte (comando ‘spantree cost 100’. en modo Configuración
de Interfaz) podremos comprobar que esto no tiene ninguna consecuencia en la topología del Spanning
Tree.
Desactivación del Spanning Tree en el Catalyst Norte y cambio de la prioridad de una interfaz
Ahora vamos a desactivar el Spanning Tree en el Catalyst Norte (‘no spantree 1’ en modo
Configuración Global). Esto provoca que el Catalyst Sur se quede solo ejecutando el Spanning Tree. En
esas circunstancias el Catalyst Sur es elegido inmediatamente como raíz de un árbol formado por él
únicamente. A efectos del Spanning Tree el Catalyst Norte ahora no existe, se comporta como si fuera un
hub (ha dejado de enviar BPDUs propias aunque reenvía las que recibe del Catalyst Sur pues van
dirigidas a una dirección multicast que para él es transparente). Al detectar un bucle entre sus interfaces 6
y 26 el Catalyst Sur tiene que desactivar una de las dos. Pero en este caso el costo al raíz es cero, pues él
mismo es el raíz. El empate en costos lo resuelve el Spanning Tree bloqueando la interfaz con
identificador (o número )más elevado, es decir la A o Fast Ethernet 0/26 en este caso. Paradójicamente se
ha tomado la decisión errónea, puesto que la interfaz 26 era precisamente la que nos ofrecía una conexión
de mayor velocidad con el Catalyst Norte.
Esta decisión del Spanning Tree no podemos alterarla cambiando los costos como antes, ya que estos son
ahora irrelevantes (el costo al raíz siempre será cero). En su lugar debemos actuar sobre el parámetro
prioridad de la interfaz, que actúa de forma análoga a la prioridad del conmutador que antes hemos
modificado, pero en este caso a nivel de interfaz. Una prioridad más baja prevalece siempre en la elección
del camino, independientemente de cual sea el identificador de la interfaz. Así pues, para forzar que la
interfaz 26 se elija antes que la 6 simplemente debemos asignarle una prioridad menor. El rango de
prioridades posibles en interfaces es de 0 a 255 y el valor por defecto 128, por lo que utilizaremos el valor
127 para situar al puerto 26 por delante del puerto 6. Utilizaremos para hacer el cambio el comando
‘spantree priority’ en el modo Configuración de Interfaz, según se indica a continuación:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#int f0/26
(config-if)#spantree priority 127
(config-if)#exit
P1-21

22. Redes
(config)# CTRL/Z
#
Desactivación del Spanning Tree en el Catalyst Sur
Para terminar esta sesión procederemos a realizar una desactivación completa del Spanning Tree. Para
evitar interferencias antes desactivaremos el protocolo CDP en los puertos 6 y 26, que son los que
interconectan los conmutadores. Para ello ejecutaremos el comando ‘no cdp enable’ en el modo
Configuración de Interfaz de ambas interfaces, tecleando la siguiente secuencia de comandos:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#int eth 0/6
(config-if)#no cdp enable
(config)#int Fast 0/26
(config-if)#no cdp enable
(config-if)#CTRL/Z
#
A continuación procederemos de la siguiente forma:
1. Lanzamos un ping desde un ordenador del Catalyst Norte a uno del Catalyst Sur (por ejemplo de
N1 a S1). Comprobamos que la comunicación discurre normalmente. Pondremos los LEDs de
los dos Catalyst en modo UTL para ver mejor la evolución del tráfico en los conmutadores.
2. Desactivamos el Spanning Tree en el Catalyst Sur mediante el comando ‘no spantree 1’
en modo Configuración Global. Al Catalyst Norte ya le habíamos desactivado el Spannng Tree
anteriormente, por lo que ahora estamos funcionando con una red en bucle y sin Spanning Tree.
Pero el ping sigue funcionando con normalidad ya que, aunque hay un bucle, las direcciones
MAC de los ordenadores que están haciendo el ping se encuentran en las tablas de los
conmutadores, de forma que las tramas se envían únicamente por las interfaces correspondientes
y no hay riesgo de saturar la red. Los LEDs de los conmutadores muestran una actividad normal,
de momento.
3. Ahora lanzamos desde cualquier ordenador (del Norte o del Sur) un ping de un solo paquete a
una dirección inexistente de nuestra red (‘ping –c 1 10.0.1.100’ por ejemplo). Esto
provocará el envío de un paquete broadcast, que se enviará a toda la red y por tanto llegará al
otro conmutador dos veces, una por el puerto 6 y otra por el 26. El otro conmutador reenviará
ambos paquetes por las interfaces contrarias a las que los recibió, de forma que en unos instantes
se saturan todos los enlaces y se bloquea la red.
A partir de ese momento veremos por los LEDs que la actividad del conmutador crece de forma
considerable. Si pasamos los LEDs a modo STAT veremos que todos los puertos activos parpadean
frenéticamente, y nos resultará muy difícil conectarnos a la consola del conmutador vía telnet. Si no lo
conseguimos lo haremos por la interfaz serie (ventana minicom en el host 1) y una vez dentro haremos un
‘clear counters’ seguido de ‘show interfaces’, con lo que podremos comprobar que el
conmutador está enviando una cantidad de tráfico increíblemente elevada por todos sus puertos. Dicho
tráfico se debe exclusivamente a la primera trama broadcast enviada por el ping, que ambos
conmutadores han ido propagando y duplicando exponencialmente.
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23. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
SEGUNDA SESIÓN.
Antes de proceder a realizar las tareas propias de esta sesión debemos repetir algunas de las labores
efectuadas en la sesión anterior a fin de crear un entorno adecuado para el desarrollo de la práctica.
En primer lugar procederemos, con todos los equipos apagados, a realizar las conexiones que aparecen en
el esquema de la figura 3, como hicimos en la primera sesión. Conectaremos la interfaz de consola del
Catalyst 1900 a la interfaz serie (COM1) del ordenador 1 (N1 ó S1) y las tarjetas Ethernet de los
ordenadores a las interfaces 1 y 2 (10BASE-T) del Catalyst 1900, utilizando para ello el latiguillo que
conecta el ordenador a la red de la Universidad, que desconectaremos de la roseta de la pared para
conectar al Catalyst.
Una vez conectados todos los cables encenderemos los ordenadores y seleccionaremos como sistema
operativo ‘linux redes’. Una vez arrancado el sistema entraremos con el usuario ‘root’ y la password
utilizada en la sesión anterior, que ya conocemos.
A continuación configuraremos la dirección IP de los hosts como ya hicimos en la primera sesión de esta
práctica y utilizando las direcciones, que figuran en la tabla 2. Para introducir la dirección IP utilizaremos
el comando ’ifconfig eth0 inet dirección_IP netmask 255.255.255.0’ donde
‘dirección_IP’ es la dirección IP que corresponde a cada host. Deberemos comprobar mediante el
comando ’ifconfig eth0’ que la dirección se ha introducido correctamente. Una vez configurados
los dos ordenadores de cada conmutador podran hacer ping entre ellos (N1 con N2 y S1 con S2).
Ahora en el ordenador 1 abriremos una ventana de shell y entraremos en la consola del conmutador
mediante el programa minicom (comando ‘minicom’ seguido de la tecla escape).
A continuación debemos restaurar la configuración de fábrica del conmutador siguiendo el mismo
procedimiento que en la primera sesión. Encendemos el conmutador y entramos por consola tecleando
‘K’ para elegir la modalidad de línea de comandos, luego pasamos a modo Privilegiado mediante el
comando ‘enable’; si el equipo no tiene password configurada aparecerá enseguida el prompt ‘#’, en
caso contrario nos pedirá una password que normalmente será ‘genios’ (en caso contrario preguntar al
profesor). Para restaurar la configuración de fábrica usaremos el comando ‘delete nvram’. Se pide
confirmación y en unos 10 segundos el equipo esta nuevamente operativo.
Como hemos borrado toda la configuración del conmutador tenemos que asignarle una dirección IP. Para
ello utilizaremos el comando ‘ip address’ en modo Configuración Global y asignaremos la misma
dirección y máscara que en la sesión anterior, según figura en la tabla 3.
Una vez realizadas todas las conexiones y configuraciones preliminares comprobaremos mediante el
comando ping que tanto los hosts como el conmutador funcionan normalmente.
Parte 2.1: Crear dos VLANs y comunicarlas
En esta parte de la práctica se crearán dos VLANs en cada conmutador y se asignarán los puertos a una u
otra. A continuación conectaremos entre sí ambos conmutadores , primero en una VLAN y luego en la
otra. Por último comunicaremos ambas VLANs entre sí mediante un latiguillo puente.
A las VLANs las llamaremos ‘pares’ y ‘nones’ y les asignaremos los números 2 y 3 respectivamente (el
número 1 está reservado para la VLAN ‘default’, que es la que viene por defecto configurada en el
equipo). Para crear las VLANs entraremos en consola del conmutador y utilizaremos en modo
Configuración Global el comando ‘vlan’ según se muestra a continuación:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#vlan 2 name pares
(config)#vlan 3 name nones
(config)#CTRL/Z
#
Ahora podemos utilizar el comando ‘show vlan’ para comprobar que las definiciones se han
realizado correctamente. Lo que aparece por pantalla debe ser similar a lo siguiente:
P1-23

24. Redes
#show vlan
VLAN Name Status Ports
--------------------------------------
1 default Enabled 1-24, AUI, A, B
2 pares Enabled
3 nones Enabled
1002 fddi-default Suspended
1003 token-ring-defau Suspended
1004 fddinet-default Suspended
1005 trnet-default Suspended
--------------------------------------
VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp Trans1 Trans2
---------------------------------------------------------------------------
1 Ethernet 100001 1500 0 0 0 Unkn 1002 1003
2 Ethernet 100002 1500 0 1 1 Unkn 0 0
3 Ethernet 100003 1500 0 1 1 Unkn 0 0
1002 FDDI 101002 1500 0 0 0 Unkn 1 1003
1003 Token-Ring 101003 1500 1005 1 0 Unkn 1 1002
1004 FDDI-Net 101004 1500 0 0 1 IEEE 0 0
1005 Token-Ring-Net 101005 1500 0 0 1 IEEE 0 0
---------------------------------------------------------------------------
#
Una vez creadas las VLANs podemos asignar los puertos. Si un puerto no lo asignamos a ninguna
quedará en la VLAN ‘default’ (la 1) que es en la que se encuentran todos inicialmente. Únicamente
asignaremos los puertos 1, 2, 5, 6, 7 y 8 en el Catalyst Norte y 1, 2, 5 y 6 en el Sur, los pares a la VLAN
‘pares’ y los impares a la VLAN ‘nones’. Para ello utilizaremos en el modo Configuración de Interfaz, el
comando ‘vlan-membership’. Esta configuración debemos realizarla desde una ventana minicom
(no telnet) del ordenador 1, ya que de lo contrario la sesión se interrumpirá en el momento asignemos la
interfaz por la cual estamos conectados. La secuencia de comandos a utilizar, por ejemplo en el Catalyst
Norte, es la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#i e 0/1
(config-if)#vlan-membership static 3
(config-if)#i e 0/2
(config-if)#vlan-membership static 2
(config-if)#i e 0/5
(config-if)#vlan-membership static 3
(config-if)#i e 0/6
(config-if)#vlan-membership static 2
(config-if)#i e 0/7
(config-if)#vlan-membership static 3
(config-if)#i e 0/8
(config-if)#vlan-membership static 2
(config-if)#exit
(config)#CTRL/Z
#
Recordemos que la tecla CTRL/P (o flecha arriba) repite el comando anterior, lo cual facilita la
introducción repetida de un mismo comando, algo especialmente útil en este caso. Si repetimos ahora el
comando ‘show vlan’ obtendremos un resultado como el siguiente:
#show vlan
VLAN Name Status Ports
--------------------------------------
1 default Enabled 3, 4, 9-24, AUI, A, B
2 pares Enabled 2, 6, 8
3 nones Enabled 1, 5, 7
1002 fddi-default Suspended
1003 token-ring-defau Suspended
1004 fddinet-default Suspended
1005 trnet-default Suspended
--------------------------------------
VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp Trans1 Trans2
---------------------------------------------------------------------------
1 Ethernet 100001 1500 0 0 0 Unkn 1002 1003
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25. Práctica 1: Conmutadores LAN, Spanning Tree y VLANs
2 Ethernet 100002 1500 0 1 1 Unkn 0 0
3 Ethernet 100003 1500 0 1 1 Unkn 0 0
1002 FDDI 101002 1500 0 0 0 Unkn 1 1003
1003 Token-Ring 101003 1500 1005 1 0 Unkn 1 1002
1004 FDDI-Net 101004 1500 0 0 1 IEEE 0 0
1005 Token-Ring-Net 101005 1500 0 0 1 IEEE 0 0
---------------------------------------------------------------------------
#
Una vez asignadas las interfaces a las VLANs los alumnos comprobarán con el comando ping que los dos
ordenadores conectados al conmutador han perdido la comunicación entre ellos.
La definición de las dos nuevas VLANs equivale a haber creado dos conmutadores ‘virtuales’, cada uno
formado por los puertos que hemos asignado a esa VLAN. Además existe un tercer conmutador ‘virtual’
que es el formado por los puertos que no hemos asignado a ninguna VLAN y que permanecen en la
VLAN default. Como hemos podido comprobar los ordenadores conectados a diferentes VLANs no
pueden comunicarse entre sí.
Antes hemos asignado una dirección IP al conmutador. En teoría podríamos hacer ahora telnet o ping
hacia esa dirección desde cualquier ordenador conectado. Sin embargo al crear las VLANs hemos perdido
la comunicación con él, no podremos acceder desde ninguna de las VLANs que hemos creado. ¿A que se
debe esto? Resulta que el conmutador en sí mismo, aunque no está físicamente conectado a ninguna
interfaz, también se ha de asignar a alguna VLAN, y si no se asigna a ninguna se encuentra en la VLAN
default. Por tanto para acceder al conmutador tendríamos que tener conectado algún ordenador a la
VLAN default, pero no tenemos ninguno. Para recuperar el acceso asignaremos el conmutador a la
VLAN 2 (pares). De esta forma podremos acceder a él desde el ordenador 2, pero no desde el ordenador
1. Para asignar el conmutador a la VLAN pares utilizaremos en modo Configuración Global el comando
‘ip mgmt-vlan’. Este comando lo debemos ejecutar desde la consola minicom del ordenador 1, ya
que en estos momentos no tenemos conexión por telnet con el conmutador. La secuencia de comandos es
la siguiente:
#config
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z
(config)#ip mgmt-vlan 2
(config)#CTRL/Z
Una vez realizado el cambio de VLAN del conmutador comprobaremos que es posible hacerle ping o
telnet desde el ordenador 2 (N2 ó S2).
A continuación realizaremos una conexión entre ambos conmutadores mediante la interfaz 6, tal y como
hicimos en la sesión anterior (figura 4). (Recordemos que para esta conexión debe utilizarse un latiguillo
curzado o ‘crossover’). Pero ahora esa interfaz pertenece a la VLAN pares, por lo que con esa conexión
solo podrán comunicarse entre los dos Catalyst los ordenadores de la VLAN pares. Los alumnos deberán
comprobar que en efecto la comunicación entre los ordenadores N2 y S2 ahora es posible, pero entre N1 y
S1 sigue si haber comunicación.
Para conseguir comunicación entre N1 y S1 uniremos la interfaz 5 de ambos conmutadores mediante otro
latiguillo crossover (figura 7). Una vez hecho esto comprobaremos que hay comunicación N1-S1. Sin
embargo sigue sin haber comunicación pares-nones en ningún caso.
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