GUIA 4 - Enrutamiento Estático y encapsulamiento PPP

UAP

Facultad de Ingenierías y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones

Jefe de Práctica Ing. Mario Urrutia E

Laboratorio de Redes de Banda Ancha Semestre VIII

Lab. N° 4

Título: Enrutamiento estático y encapsulamiento PPP Fecha

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1. OBJETIVOS:

Utilizar software de simulación para interconectar dos Routers CISCO utilizando enrutamiento estático en el nivel de Red y encapsulamiento Punto a Punto (PPP) en el nivel de Enlace.

Configurar las Interfaces LAN y WAN

Verificar el enlace entre Routers

2. TEMAS A TRATAR:

2.1 Enrutamiento

Enrutamiento o encaminamiento es la función de buscar un camino entre todos los posibles en una red de paquetes cuyas topologías poseen conectividad

2.1.1 Tablas de enrutamiento

La función principal de un router es reenviar un paquete hacia su red de destino, que es la dirección IP de destino del paquete. Para hacerlo, el router necesita buscar la información de enrutamiento almacenada en una tabla especial denominada tabla de enrutamiento.

Una tabla de enrutamiento es un archivo de datos que se encuentra en la RAM y se usa para almacenar la información de la ruta sobre redes remotas y redes conectadas directamente

Para el Router A:

- Redes conectadas directamente: Red 1 y Red 2

- Red remota: Red 3

Router A

Red 1

Router B

Red 2

Red 3

Figura: Redes conectadas directamente y redes remotas

La tabla de enrutamiento contiene asociaciones entre la red y el siguiente salto. Estas asociaciones le indican al router que un destino se puede alcanzar enviando el paquete hacia cierto router, que representa el "siguiente salto" en el camino hacia el destino final. La asociación del siguiente salto también puede ser la interfaz de salida hacia el destino final

2.1.2 Principios de la tabla de enrutamiento

- Cada router toma sus decisiones en forma independiente, según la información de su tabla.

- El hecho de que un router tenga cierta información en su tabla no significa que otros routers tengan la misma información.

- La información de enrutamiento acerca de una ruta de una red a otra no proporciona información de enrutamiento acerca de la ruta inversa o de retorno.

2.1.3 Procesos desarrollados por la tabla de enrutamiento:

Hay 3 procesos independientes entre sí que están involucrados en la construcción, mantenimiento y uso de las tablas de enrutamiento:

- Los protocolos de enrutamiento envían información respecto de las rutas o redes

- Las tablas de enrutamiento reciben las actualizaciones de los protocolos de enrutamiento y generan la información necesaria para el proceso de forwarding.

- El proceso de forwarding selecciona una ruta de la tabla de enrutamiento para hacer el reenvío del datagrama

Estos procesos se ejecutan tomando como base los siguientes criterios:

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i. Métrica: parámetro utilizado por los protocolos de enrutamiento para definir cuál es la mejor ruta y seleccionarla. Las métricas de los principales protocolos son:

RIP versión 1 y 2 - número de saltos.

IGRP y EIGRP - ancho de banda, retardo, carga y confiabilidad.

OSPF – costo.

ii. Distancia administrativa: medida de la confiabilidad de la fuente de información de ruteo. Cuanto menor es ésta, mayor es la confiabilidad de la información.

0 La mejor ruta

255 Ruta que nunca se utilizará

Cuando un dispositivo ejecuta más de un protocolo de enrutamiento, usa este parámetro para definir la información obtenida a través de qué protocolo actualizará la tabla de ruteo en forma preferente.

iii. Longitud del prefijo: El proceso de forwarding utiliza la ruta cuya definición esté dada por una máscara de red con mayor cantidad de bits en 1 (ruta más específica).Por ejemplo, para enrutar un paquete hacia la IP 172.16.14.2, si se tiene una ruta a la red 172.16.14.0/24 y una ruta a la red 172.16.14.0/28, utilizará ésta última por ser la que tiene el prefijo de subred de "mayor longitud". La longitud de la máscara es el parámetro utilizado por el proceso de forwarding en el momento de seleccionar una ruta hacia el destino

2.1.4 Implementación del enrutamiento por el router

- Una red conectada directamente es aquella que está conectada a una interface del router, la cual debe estar adecuadamente configurada con su dirección IP y estar activa. Antes de configurar cualquier enrutamiento estático o dinámico en un router, éste sólo distingue a las redes conectadas directamente

- Una red remota es aquella que no está conectada directamente al router, es decir, es una red a la que sólo se puede llegar mediante el envío del paquete a otro router. Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento mediante el uso de un protocolo de enrutamiento dinámico lo que se conoce también como rutas dinámicas o la configuración de rutas estáticas.

Las rutas estáticas son rutas hacia redes configuradas manualmente por un administrador de red

Las rutas dinámicas son rutas hacia redes remotas que fueron aprendidas automáticamente por el router utilizando un protocolo de enrutamiento dinámico. Los principales protocolos dinámicos son RIP, IGRP, OSPF, BGP, etc.

Figura 2: Rutas conectadas directamente, estáticas y dinámicas con protocolo RIP

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2.2 Encapsulamiento.

El concepto de encapsulamiento no está referido al que es llevado a cabo a través de todas las capas del modelo OSI o TCP/IP en el emisor. En este tema se refiere al que efectúa el nivel de enlace de datos para crear las tramas y en particular cuando se trata de conectar redes WAN. Por ello como parte de la configuración del router se trata de determinar qué protocolo del nivel de enlace de datos WAN se va a utilizar, pudiendo ser PPP, Frame Relay, etc.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

PCs en red

Software de simulación Packet Tracer

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Esquema

Se desarrollará la siguiente topología en la que se simulara la interconexión de dos redes corporativas que están en lugares distantes, mediante un enlace Punto a Punto, según el siguiente esquema.

Router A Router B

Cable Serial

DCE UTP Crossover

UTP Crossover

Cable ConsolaCable Consola

Dirección IP: 192.168.160.2

Máscara: 255.255.255.0

Puerta de enlace: 192.168.160.1

Interface WANIP: 192.168.161.1

Mask: 255.255.255.0

Interface WANIP: 192.168.161.2

Mask: 255.255.255.0

Interface LANIP: 192.168.160.1

Mask: 255.255.255.0

Interface LANIP: 192.168.162.1

Mask: 255.255.255.0

PC A PC B

Enlace PPP

Síncrono

128K

V.35

Dirección IP: 192.168.162.2

Máscara: 255.255.255.0

Puerta de enlace: 192.168.162.1

Figura 3

4.2 Conexiones Físicas

Basado en la figura 1, construya en el Simulador Packet Tracer el diagrama mostrado en la figura 2.

Figura 2

Note que el enlace Ethernet se muestra en rojo. Ello es debido a que aun no se han configurado algunos parámetros en ambos dispositivos (números IP). Por lo pronto podemos dejarlo tal como está.

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Como puede verificar, no es factible hacer la conexión entre los routers debido a que por defecto ellos no vienen con ninguna interface serial. Entonces hay que agregarle un módulo y para ello haga un click sobre el router y verifique que se encuentra en la pestaña Physical (figura 3)

Figura 3

Apague el router (1), ubique en el margen izquierdo el módulo WIC-2T y selecciónelo (2) (note en la parte inferior la descripción de dicha interface (3)). Arrastre el módulo (4) a cualquiera de los dos slots disponibles. Finalmente encienda el router.

Ahora ya estamos en posibilidad de conectar los routers a través de las interfaces serie. Estas interfaces están diseñadas para que en la situación más normal se conecten a una operadora de telecomunicaciones a través de un DCE (un Modem o una Terminación de Red). El DCE es el que normalmente da el reloj y por tanto fija la velocidad de modulación y por consiguiente de transmisión.

Si se conectan dos puertos serie de router (DTE-DTE) como es nuestro caso, hay que usar un cable cruzado. Además uno de los dos puertos tiene que actuar como DCE dando el reloj del sincronismo. En principio desde el punto de vista del router cualquiera de los dos puede actuar de DCE, así que lo importante es qué conector del cable es el que marca qué puerto es DCE. Según ello elegimos en Connections el enlace Serial DCE y de acuerdo al diagrama 1 conectamos el router 0 al router 1 con lo cual estamos definiendo el router 0 como el DCE (se puede verificar colocando el cursor sobre el enlace y apreciaremos un pequeño reloj)

4.3 Configuraciones

Nota 1. El simulador Packet Tracer posee herramientas gráficas que permiten hacer las configuraciones de los routers en forma fácil e intuitiva (pestaña Config en la figura 3). Pero tambien dispone de la forma clásica y real denominada CLI (Interface de Línea de Comandos) ubicada en la pestaña CLI (figura 3). Para la configuración de los router se sugiere utilizar la forma clásica y real CLI ya que ésta se considerará a efectos de las evaluaciones.

Nota 2. Cuando recién se arranca un router es normal que aparezca una utilidad para configurarlo por defecto. Como de lo que se trata es configurarlo, responda NO a dicha utilidad

4.3.1 Configuraciones iniciales

Para los routers, asígneles un nombre de acuerdo a la figura 1. Del mismo modo, para las PCs, configure sus nombres y números IP de acuerdo al mismo diagrama.

(1) (2)

(4) (3)

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En el caso real, es preferible desactivar la búsqueda de DNS a fin de evitar pérdida de tiempo cuando se comete un error en la escritura de los comandos:

R1(config)# no ip domain-lookup

4.3.2 Configuración de las Interfaces Ethernet

Considere las direcciones IP consignadas en el diagrama de la figura 1. La interfaces de ambos routers tienen el mismo procedimiento que se puede resumir en las siguientes instrucciones:

Router-A# configure terminal

Router-A (config)# interface FastEthernet0/0

Router-A (config-if)# ip address <IP máscara>

Router-A (config-if)# no shutdown

Router-A (config-if)# exit

Router-A (config)# exit

Router-A#

Nota 3. A momento de configurar las interfaces LAN (Fastethernet) o WAN (Serial) el número asociado a ellas depende de su ubicación en el router. Antes de configurarlas determine exactamente su valor.

4.3.3 Configuración de las Interfaces Serie

Para el caso de las Interfaces Serie debemos considerar que hay una diferencia entre los routers ya que uno de ellos debe actuar como DCE. Esta diferencia viene a ser el establecimiento de la velocidad de transmisión en bps a través de la instrucción clockrate <bps> y que debe ser ejecutada solo en el router que actúa como DCE y no en el que actúa como DTE.

Considerando las direcciones IP del diagrama de la figura 1, la configuración del router DCE sería de la forma:


Router-A(config)# interface Serial0/1/0

Router-A(config-if)# ip address <IP máscara>

Router-A(config-if)# clock rate 128000

Router-A(config-if)# no shutdown

Router-A(config-if)# exit

La configuracion del router DTE sería de la forma:

Router-B# configure terminal

Router-B(config)# interface Serial0/1/0

Router-B(config-if)# ip address <IP máscara>

Router-B(config-if)# no shutdown

Router-B(config-if)# exit

Router-B#

4.3.4 Configuración de la ruta estática

A efectos de comparar, muestre la tabla de enrutamiento IP de ambos routers a través de la orden:

Router# show ip route

Tome nota de lo que aparece.

Para establecer una ruta estática debe utilizar la siguiente orden en cada router:

Router(config)# ip route <IPred máscara IPgateway>

Donde <IPred> es la dirección de la red de destino (generalmente la red LAN remota), <máscara> es la máscara asociada a esa red e <IPgateway> es la interface del router por donde se establece la ruta (generalmente la interface serial del router remoto).

Visualice nuevamente la tabla de enrutamiento IP y compare con el caso anterior. Explique.

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4.3.5 Configuración del Encapsulamiento PPP en las interfaces seriales

Las interfaces serie en los routers CISCO usan por defecto el encapsulamiento HDLC que es un protocolo estándar aunque CISCO dispone de una versión propietaria del mismo para sus enlaces WAN. Para verificar use la orden show interfaces y muestre lo que aparece

Para cambiar el encapsulamiento HDLC a PPP utilice el comando encapsulation. Antes de configurar el encapsulamiento, verifique que las interfaces seriales están inactivas (down), luego configure ambos routers con encapsulamiento PPP y finalmente nuevamente “active” las interfaces tal como se indica a continuación:

Router(config)# interface Serial0/1/0

Router(config-if)# shutdown

Router(config-if)# encapsulation ppp

Router(config-if)# no shutdown

Verifique con el comando show interfaces que ambas interfaces seriales estén activas (up) tanto la interface como el protocolo de línea.

4.3.6 Configuración de la autenticación

Proceda a configurar el enlace PPP con autenticación PAP. Se configurarán ambos routers para que se autentiquen entre sí (autenticación de dos vías). Para eso se debe configurar un nombre de usuario y una contraseña en cada router. Las contraseñas deben ser iguales en ambos routers. El nombre de usuario debe reflejar el nombre de usuario del router que se desea autenticar.

Entonces para el Router-A:


Router-A(config)# username Router-B password ppie

Router-A(config)# interface Serial0/1/0

Router-A(config-if)# ppp authentication pap

Router-A(config-if)# ppp pap sent-username Router-A password ppie

Para el Router-B:

Router-B# configure terminal

Router-B(config)# username Router-A password ppie

Router-B(config)# interface Serial0/1/0

Router-B(config-if)# ppp authentication pap

Router-B(config-if)# ppp pap sent-username Router-B password ppie

4.3.7 Almacenamiento de la Configuración

Los cambios de configuración que se realicen en el modo de configuración global se guardan en un archivo residente en la RAM del router llamado running-config. Este archivo puede ser visualizado desde el modo privilegiado con el comando show running-config. Si el router se apaga, estos cambios se pierden por estar almacenados en la RAM. Para que no se pierdan y pasen a estar permanentemente guardados en la memoria NVRAM hay que copiar el archivo running-config (RAM) en el archivo startup-config (NVRAM). Ello se puede hacer desde el modo privilegiado el comando:

copy running config startup-config

Ejecute en cada router los siguientes comandos tomando nota de lo que sucede:

Router# show running-config

Router# copy running-config startup-config

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4.4 Pruebas

4.4.1 Verificación de las interfaces.

Para cada router, mediante el comando respectivo (show interfaces), muestre el estado de las interfaces y explique.

4.4.2 Verificación de la tabla de enrutamiento.

Para cada router, mediante el comando respectivo (show ip route), muestre el estado de la tabla de enrutamiento y explique.

4.4.3 Haciendo el test de pineo.

Utilice el comando ping para verificar los enlaces.

i. Desde el router, lance ping hacia:

Su propia interface serial

La PC local

La interface serial del otro router

La interface Ethernet del otro router.

La PC remota (tenga cuidado de configurar en las PCs local y remota la puerta de enlace correspondiente)

ii. Desde las PCs.

Asegúrese de configurar en puerta de enlace de cada PC la IP del router al cual está conectado. Luego, lance pings hacia:

Los routers local y remoto, tanto a las interfaces serial como a las interfaces Ethernet

La PC remota

4.5 Tarea.

- Haga las modificaciones del caso para colocar dos switches en los extremos de la comunicación de modo que se pueda ampliar la red a otras PCs.

- Para el direccionamiento, considere que solo se dispone de sólo la dirección IP 192.168.100.0 /24 por lo que es preciso emplear subredes.

- Presente un resumen en un archivo word de las configuraciones y pruebas llevadas a cabo y el archivo creado en el Packet Tracer

5. CONCLUSIONES

6. CUESTIONARIO

6.1 Qué tipos de asignación de contraseñas hay en los routers CISCO?

6.2 Describa el proceso de implementación del enlace con PPP

6.3 Como se lleva a cabo la autenticación en los routers CISCO y qué tipos hay?

6.4 A qué se denomina HDLC?

6.5 Compare las características de PPP con otros métodos de encapsulamiento

6.6 Cuáles son las características del módulo WIC-2T de los routers CISCO?

7. BIBLIOGRAFIA

GUIA 4 - Enrutamiento Estático y encapsulamiento PPP

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