Curso introductorio a redes IPPrincipios del networking

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Meta del curso:

Presentar los conceptos y las tecnologías básicas de Networking.

Proporcionarle los conocimientos y habilidades necesarias para instalar, operar y solucionar problemas dentro de una red.

Bienvenido

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Al finalizar este curso, será capaz de• Configurar un router Cisco.

• Configurar un switch Cisco.

• Planificar e instalar un red pequeña

• Interconexión con otras redes

• Verificar y resolver problemas.

• Configurar y verificar aplicaciones comunes de Internet.

• Configurar servicios de IP básicos a través de una interface GUI

• Administrar direcciones IP .

• Reconocimiento de protocolos de ruteo dinámicos y estáticos.

Objetivo

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• Principios del networking

• Stack de protocolos TCP / IP

• Implementación de subredes

• El sistema operativo Cisco IOS

• Enrutamiento IP

• Administración de redes Cisco IOS

• Conmutación LAN

• VLANS & trunking

• Listas de control de acceso

• Conectividad WAN

Los 10 puntos principales

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Iconos y símbolos

Workgroup Switch

Router

Access Point

WirelessRouter

WirelessConnectivity

Line: Serial Line: Ethernet

Home Office

SmallBusiness

Firewall

IP Phone Mobile Access Phone

Secure Router

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¿Cual es el marco de Ciclo de Vida de servicios?

Prepare

Plan

Design

Implement

Operate

Optimize

• El Cisco Lifecycle Services Framework define el conjunto mínimo de actividades necesarias para implementar, operar y optimizar las tecnologías de Cisco largo de su vida de una red.

• Cada fase tiene un conjunto de componentes de servicio que comprende las actividades y resultados para ayudar a garantizar la excelencia en el servicio. Un servicio de red se realiza cuando un elemento componente de servicio se ha completado.

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CCNA hace foco en la Implementación y Operación

Fase Beneficios

Prepare Tomar decisiones financieras durante el desarrollo de un proyecto de negocios que establece la justificación financiera para hacer un cambio de tecnología.

Plan Evaluar el entorno existente para determinar si puede soportar el sistema propuesto suficiente y segura.

Design Diseñar una solución que cumpla con los requisitos técnicos y de negocio.

Implement Integrar la nueva solución sin interrumpir la red o la creación de puntos de vulnerabilidad.

Operate Mantener la salud de la red a través de las operaciones del día a día.

Optimize Lograr la excelencia operativa mediante la adaptación de la arquitectura, el funcionamiento y rendimiento de la red a los requisitos empresariales en constante cambio y el posicionamiento que volver a introducir la fase de preparación de su ciclo de vida.

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Representación digital de la información

0110 1000 0110 1111 0110 1100 0110 0001 hola

Palabra Traducción a bits ASCII

0110 0001 a

0100 0001 A

0011 0001 1

0011 0010 2

• Las computadoras utilizan códigos binarios para representar e interpretar letras, números y caracteres especiales mediante bits. • Un código muy utilizado es el Código estadounidense normalizado para el intercambio de información (ASCII). • Con ASCII, cada carácter se representa mediante una cadena de bits.

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Medición de la capacidad de almacenamiento

Alta resolución

Baja resolución

• Mientras que el bit es la representación más pequeña de datos, la unidad básica de almacenamiento digital es el byte.

• Un byte consta de 8 bits y es la unidad de medida más pequeña empleada para representar la capacidad de almacenamiento de datos.

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Unidades de medición

Un archivo tiene un tamaño de 20 KB ¿Cuantos bytes son?

Un archivo tiene un tamaño de 50 KB ¿Cuantos bits son?

1 KB = 1024 bytes 20 * 1024 = 20480 bytes en el archivo de 20 KB

• 1 MB = 2^20 = 1048576 50 * 1048576 = 52428800 bytes 52428800 * 8 = 419430400 bits

bit 0 or 1

byte B 8 bits

kilobit kb 1000 bits

kilobyte (binary) KB 1024 bytes

kilobyte (decimal) KB 1000 bytes

Megabit Mb 1000 kilobits

Megabyte (binary) MB 1024 Kilobytes

Megabyte (decimal) MB 1000 Kilobytes

Gigabit Gb 1000 Megabits

Gigabyte (binary) GB 1024 Megabytes

Gigabyte (decimal) GB 1000 Megabytes

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Medición de la velocidad

Telecomunicaciones

Contenidos - PC bits bytes

8 bits = 1 byte

Velocidad de transmicion determina cuanto se tarda en transferir un archivo

Se mide en miles de bits por segundo (kbps)

Ejemplo: ¿Cuanto tiempo lleva transferir una foto digital de 256 KB con una conexión de 512 kbps??1° Convierta el tamaño del archivo a

bits8 x 256 x 1024 = 2.097.152 bits

2° 256 KB corresponden a 2097 kb

3° 2.097.152 redondeo a múltiplo de 1000 mas cercano

Entonces el tiepo de descarga es:2097 kb % 512 kbps = 4 segundos

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Tipo de redes – Internet – TIER 1

En Internet hay diferentes redes de acceso que se conectan al resto de Internet formando una jerarquía de capas o niveles de proveedores de servicios de Internet.

ISP TIER 1• Estar conectados directamente a cada uno de los demas ISP TIER 1• Estar conectados a un gran número de ISP TIER 2• Tener cobertura Internacional

TIER 1

TIER 2

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NAP – Network Access Point

NAP – Network Access Point.Puntos de interconexión de Internet que permite a los ISP intercambiar tráfico y servicios entre ellos.

NAP Internacionales.Punto de Interconexión de ISP TIER 1. Por ejemplo, NAP De Las Américas en Miami. Punto de interconexión de ISP TIER 1 de Sudamérica.

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Topologías de red física

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Topologías de red lógica

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Anillo Doble Anillo Estrella Extendida

Señal viaja dentro del anilloÚnico punto de falla

Las señales viajan en ambos sentidoMas resistente que el anillo estándar

Muy tolerante a fallosCostoso de implementar

BUS Estrella Estrella Extendida

Todos los equipos reciben la misma señal Transmisión por un punto central. Un único punto de falla

Mas resistente que la topología en estrella

Topologías de red

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Origen Canal Destino

Origen del mensaje

TransmisorMedio de

TransmisiónReceptor

Destino del mensaje

El propósito principal de toda red es proporcionar un método para comunicar información.

Todos los métodos de comunicación tienen tres elementos en común.

origen

Destino Canal

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Reglas de la comunicación

Las reglas gobiernas las comunicaciones entre los humanos. Es muy difícil comprender mensajes que no están correctamente

Formateados y que no siguen las reglas y protocoloes establecidos.La estructura de la gramática, el idioma, la puntuación y la oración hacen

Que la configuración sea humanamente comprensible para muchosIndividos diferentes.

Ladsasdsaglas gdserndaas gfd..lagfdomufdse hgfjhfgmanos. Es dufícil hgfren.der mensfds que fdsgtán gfdorrectamhgf

dsafdghgy que gfdso siguen las reglas dsadarotfsdloes ehgfstablecidos.La estruhfdtura de fdshfgática, fdsma, fgd fdsuntuación gtfdón gfdn

Que hgfla hgfkn hfgea hufdse gdfgfddf gfdsara gdfjhosfdsgfidos fdsferentes.

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Reglas de la comunicación

Protocolos

Temporización

Tamaño del mensaje

Encapsulación

Patrón del mensaje

Codificación

Formato del mensaje

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Codificación del mensaje

Origen del mensaje

TransmisorMedio de

TransmisiónReceptor

Destino del mensaje

Codificación Codificación

La codificación entre hosts debe tener el formato adecuado para el medio. El host emisor, primero

convierte en bits los mensajes enviados a través de la red.

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Formato del mensaje

DESTINO(Dirección física de

Hardware)

ORIGEN(Dirección física de

Hardware)

SEÑALADORDE INICIO

(indicadorde inicio

del Mensaje)

DESTINATARIOEMISOR DATOS ENCAPSULADOS

FIN DE LATRAMA (Indicadordel final

del Mensaje)

Transmisor Mensaje Encapsulado

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Tamaño del mensaje

??????

Las restricciones de tamaño de las tramas requieren que el host de origen divida un mensaje largo en fragmentos individuales que cumplan los requisitos de tamaño mínimo y máximo. Cada fragmento se encapsula en una trama separada con la información de la dirección y se envía a través de la red. En el host receptor, los mensajes se desencapsulan y se vuelven a unir para su procesamiento e interpretación.

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Sincronización del mensaje

Método de acceso

Control de flujo

Tiempo de respuesta para la respuesta

¿Que hora es?

¿Esta lloviend

o?

¿Me oyes?

¿?¿Me

oyes?¿?

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Patrones del mensaje

UNICAST MULTICAST BROADCAST

Los patrones de mensajes de uno a uno se denominan unicast,

que significa que el mensaje tiene sólo un

destinatario.

Si un HOST necesita enviar mensajes de uno a varios, éste se denomina MULTICAST. Es el envió de

un mismo mensaje a varios

Si es necesario que todos los HOST del

mensaje a la vez, se utiliza el método de

BROADCAST.Representa uno a todos.

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Importancia de los protocolos

Los protocolos son sumamente importantes en una red local. En un entorno conectado por cables, una red local se define como un área en donde todos los hosts deben "hablar el mismo idioma" o, en términos informáticos, "compartir un mismo protocolo".

El conjunto de protocolos más frecuente en las redes locales conectadas por cable es Ethernet.

El protocolo Ethernet define muchos aspectos de la comunicación a través de la red local, entre ellos: formato del mensaje, tamaño del mensaje, sincronización, codificación y patrones del mensaje.

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Direccionamiento físico

OrigenAA:AA:AA:AA:AA:AA

Destino: CC:CC:CC:CC:CC:CC

DD:DD:DD:DD:DD:DD

BB:BB:BB:BB:BB:BB

No esta dirigido a mi. Lo descarto

No esta dirigido a mi. Lo descarto

Este es mio!!!

Dirección de destino Dirección de Origen DATOS

CC:CC:CC:CC:CC:CC AA:AA:AA:AA:AA:AA Datos encapsulados

Dirección de la trama

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Ethernet – Comunicación

Preámbulo SFD Dirección MAC destino

Dirección MAC Origen

LongitudTipo

Datos Encapsulados

FCS

7 1 6 6 2 46 a 1500 4

Bytes Nombre del campo

7 Preámbulo

1 Delimitador de inicio de trama

6 Dirección MAC destino

6 Dirección MAC Origen

2 Campo Longitud Tipo

46 a 1500 Datos encapsulados

4 Secuencia de verificación de trama

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Protocolo Ethernet – 802.3

Collision

CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access / Collision Detect

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Protocolo Ethernet – 802.3

Collision

JAM

JAMJAMJAM

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Protocolo Ethernet 802.3

FULL DUPLEXHALF DUPLEX

“Por medio de full duplex, Ethernet ha logrado tener un medio libre de colisiones, debido a que cada puerto es un dominio de colisión diferente.”

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Ethernet a Nivel Físico

CapaFisica

Eth

ern

et

Capa deEnlace IEEE 802.3

10 B

ase 2

10 B

ase 5

10 B

ase T

10 B

ase F

100 B

ase T

X

100 B

ase F

X

100 B

ase T

4

Tecnología Velocidad de TX Tipo de cable Distancia máx. Topología

100BaseTX 100Mbps Par Trenzado (categoría 5UTP) 100 mEstrella. Half Duplex(hub) y Full Duplex(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra óptica 2000 m No permite el uso de hubs

1000BaseT 1000Mbps 4 pares trenzado (categoría 5UTP) 100 m Estrella. Full Duplex (switch)

1000BaseSX 1000Mbps Fibra óptica (multimodo) 550 m Estrella. Full Duplex (switch)

1000BaseBX 1000Mbps Fibra óptica (monomodo) 5000 mEstrella. Full Duplex (switch)

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Modelo de arquitectura Cisco

El diseño jerárquico tiene tres capas básicas:• Capa de acceso: proporciona conexiones a los hosts en una red Ethernet local.• Capa de distribución: interconecta las redes locales más pequeñas.• Capa Core: conexión de alta velocidad entre dispositivos de la capa de distribución.

Capa Core

Capa Distribución

Capa Acceso

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Direccionamiento lógico

Las direcciones IP contienen dos partes. 1. Una parte identifica la red local que será la misma para todos los hosts conectados a

la misma red local. 2. La segunda parte de la dirección IP identifica el host individual.

192.168.10.0

192.168.20.0

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Capa de Acceso

La capa de acceso El nivel más básico de la red. Es la parte de la red que permite a las personas obtener acceso a otros hosts y a archivos e impresoras compartidos. La capa de acceso está compuesta por dispositivos host y por la primera línea de dispositivos de networking a los que están conectados.

Capa Core

Capa Distribución

Capa Acceso

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Función de los hubs

Un hub es un tipo de dispositivo de networking que se instala en la capa de acceso de una red Ethernet.

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Función de los hubs

Una cantidad excesiva de retransmisiones puede congestionar la red y reducir la velocidad del tráfico. Por este motivo, es necesario limitar el tamaño del dominio de colisiones.

DominioDe Colisión

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Función de los switches

Interface

MAC

FE0/1 0013.21ed.522e

FE0/2 0019.bbe4.c3a2

FE0/3 be98.115a.4d02

FE0/4 001c.c42a.0d09

En el switch hay una tabla, llamada tabla de direcciones MAC, que contiene una lista de todos los puertos activos y las direcciones MAC de los hosts que están conectados al switch. Cuando se envía un mensaje entre hosts, el switch verifica si la dirección MAC de destino está en la tabla. Si está, el switch establece una conexión temporal, llamada circuito, entre el puerto de origen y el puerto de destino.

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Función de los switches

Flooding Proceso de inundación que realiza el switch en búsqueda de la dirección destino

Interface

MAC

FE0/1 0013.21ed.522e

FE0/2

FE0/3 be98.115a.4d02

FE0/4 001c.c42a.0d09

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Dominios de BROADCAST & COLLISION

Ejemplo de una red segmentada en donde se muestran los dominios existentes:

Dominios de Colisión

Dominios de Broadcast

HUB

SWITCH SWITCH

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Introducción a Networking

¿Porqué necesitamos una red?

• Para intercambiar información.

• Para poder utilizar aplicaciones centralizadas.

• Para poder hacer uso de recursos compartidos

• Para tener acceso a distinto tipo de servicios

Las razones más frecuentes que causan congestión de tráfico son:

• Gran número de hosts en un mismo dominio de Broadcast

• Tormentas de Broadcast

• Mala planificación al implementar Multicasting

• Poco ancho de banda

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La segmentación de la red permite:• Aislar Dominios de Colisión

• Aislar Dominios de Broadcast

Dominio de Colisión• Lo conforman todos los dispositivos conectados a la LAN que comparten el

ancho de banda disponible y compiten para poder transmitir datos a través del medio utilizado.

Dominio de Broadcast• Formado por todos los dispositivos conectados a la LAN que son capaces de

recibir tramas de broadcast provenientes de un host de origen.

A medida que se produce la segmentación se obtienen redes de mayor o menor magnitud, en cuanto al tamaño de su topología, obteniendo la siguiente clasificación:

• PAN (Personal Area Network)• LAN (Local Area Network)• MAN (Metropolitan Area Network)• MEN (Metro Ethernet Network)• WAN (Wide Area Network)

Internetworking - Segmentación

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Tormentas de Broadcast: se producen por un excesivo tráfico generado por consultas ARP, pudiendo llegar a colapsar la red.

Bajo Ancho de Banda: al emplearse demasiado BW en las respuestas ARP y los broadcast emitidos, el BW real por host es reducido considerablemente.

Gran cantidad de host: produce un crecimiento del dominio de colisión, producido en la figura por el HUB.

Problemas por falta de segmentación

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SWITCH Crean dominios de

colisión separados, dentro de un único dominio de broadcast

• Permiten optimizar el funcionamiento de una red, proveyendo más ancho de banda para cada usuario.

• Permiten segmentar una red física en varias redes lógicas virtuales (VLAN)

Dispositivos

HUB:Establecen un

único dominio de colisión y de broadcast

• Reenvían la información recibida por una interfaz, a través de todas las demás interfases.

• Se comportan como un “cable”.

ROUTER Aíslan tanto dominios

de colisión como de broadcast

• Realizan funciones de conmutación de paquetes.

• Proveen la capacidad y funcionalidades necesarias para realizar el filtrado de paquetes.

• Proveen intercomunicación entre redes LAN/WAN (Internetworking)

• Realizan el calculo y el establecimiento de rutas.

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Cables de redes comunes

Par trenzado Cable coaxial Fibra óptica

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Cables de Par trenzado

Las transmisiones de datos son sensibles a interferencias o ruidos, que pueden reducir la velocidad de datos que puede ofrecer un cable. Los cables de par trenzado son sensibles a interferencias

electromagnéticas (EMI, electromagnetic interference), un tipo de ruido.

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Cables de Par trenzado

• Utilizado para comunicaciones de voz

• Utilizado con mayor frecuencia para lineas telefonicas.

• Utilizado para transmisión de datos

• Pares individuales envueltos en blindaje

• Los cuatro pares en otro blindaje

• Admite 1000 Mbps – 10Gbps (no se recomienda)

• Utilizado para transmisión de datos

• Se agrega separador entre cada para.

• Admite 1000 Mbps – 10 Gbps. (no se recomienda)

• Utilizado para transmisión de datos

• La categoria 5 admite 100 Mbps y puede admitir hasta 1000 Mbps (no

se recomienda)

• La categoria 5e admite hasta 1000 Mbps

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Cable coaxial

Cable Coaxial:Se utiliza para conectar módems de cable (CMTS, cable modem termination system)

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Cables de fibra óptica

El cable de fibra óptica está elaborado con vidrio o plástico, los cuales no conducen la electricidad. Esto implica que son inmunes a la EMI y son adecuados para la instalación en entornos donde la interferencia es un problema.

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Cables de fibra óptica

Monomodo

• Núcleo pequeño

• Menos dispersión

• Adecuado para aplicaciones de larga distancia

• Utiliza laser como fuente de luz

• Comúnmente utilizado en backbone

Multimodo

• Núcleo mayor que el del cable monomodo

• Permite mayor dispersión y, por lo tanto, pérdida de señal

• Adecuado para aplicaciones de larga distancia, pero para menores distancias que el monomodo

• Usa LED como fuente de luz

• Comúnmente utilizado en redes LAN

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Conectores de Fibra Óptica

LC

ST

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Normas par trenzado – TIA/EIA

T568A T568B

Par 1 Par 4Par 2

Par 3

Par 1 Par 4Par 3

Par 2

La organización TIA/EIA define dos patrones o esquemas de cableado diferentes, llamados T568A y T568B. Cada esquema de cableado define el diagrama de pines o el orden de las conexiones de cable, en el extremo del cable.

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Cables directos

El cable directo es el tipo de cable más común. Asigna un cable a los mismos pines en ambos extremos del cable. Es decir: si se usa T568A en un extremo del cable, también se usa T568A en el otro extremo. Si se usa T568B en un extremo del cable, se usa T568B en el otro. Esto significa que el orden de las conexiones (el diagrama de pines) de cada color es exactamente el mismo en ambos extremos.

El tipo de cable directo (T568A o T568B) utilizado en la red define el esquema de cableado de ésta.

Cable cruzado

El cable cruzado utiliza ambos esquemas de cableado. T568A en un extremo del cable y T568B en el otro extremo del mismo cable. Esto implica que el orden de las conexiones en un extremo del cable no coincide con el orden de las conexiones en el otro.

Los cables directos y cruzados tienen usos específicos en la red. El tipo de cable necesario para conectar dos dispositivos depende de qué pares de cables utilice el dispositivo para transmitir y recibir datos.

Cables UTP

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Protocolo Ethernet 802.3

CrossoverStraight-through

Rollover

¿Preguntas?