Practica Solucio 2018-19 S2 PDF

Preview

Summary

Estructura de Xarxes deComputadorsPràcticaPresentacióAquesta pràctica cobreix el següent temari: - Esquemes d'adreçament IP: IPv6 i IPv - Configuració de commutadors amb CISCO IOS - Configuració de routers i protocols d'encaminament amb CISCO IOSCompetènciesLes competències considerades en aquesta p...

Description

Estructura de Xarxes de Computadors Pràctica Presentació Aquesta pràctica cobreix el següent temari: •

Esquemes d'adreçament IP: IPv6 i IPv4

•

Configuració de commutadors amb CISCO IOS

•

Configuració de routers i protocols d'encaminament amb CISCO IOS

Competències Les competències considerades en aquesta pràctica són: 1. Capacitat per analitzar l'arquitectura i organització dels sistemes i aplicacions informàtics en xarxa. 2. Capacitat per administrar i gestionar els sistemes operatius i les comunicacions d'una xarxa d'ordinadors. 3. Conèixer les tecnologies de comunicacions actuals i emergents i saber-les aplicar convenientment per dissenyar i desenvolupar solucions basades en sistemes i tecnologies de la informació. 4. Capacitat per proposar i avaluar diferents alternatives tecnològiques per resoldre un problema concret.

Objectius Aquesta pràctica té per objectiu que l'estudiant: 1. Reconegui els diferents tipus de xarxa i les seves característiques principals. 2. Reconegui els diferents tipus de dispositius de xarxa i com desplegar-los i configurar-los correctament. 3. Sàpiga com funcionen diferents protocols de xarxa, especialment Ethernet. 4. Dugui a terme esquemes d'adreçament eficients per IPv6.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 1

5. Utilitzar l’adreçament IPv4 6. Realitzi casos pràctics i exemples de cada tecnologia. 7. Demostri una bona comprensió del funcionament de les xarxes d'àrea local i del nivell físic de la comunicació de dades.

Format i data de lliurament La Pràctica consta de 4 preguntes, 2 dels quals son simulacions pràctiques amb el Packet Tracer. El temps necessari estimat per resoldre tota la prova és d'unes 30 hores La valoració de les preguntes és de: 30%, 20%, 25% i 25% respectivament per cada una d'elles. A l'avaluació de la prova es valorarà tant la correcció de les respostes així com l'explicació de com s'ha arribat a una determinada resposta. Les preguntes sense justificació, o bé, amb justificacions incorrectes rebran una puntuació de 0. La Pràctica s'ha de lliurar abans del dia 05 de Maig de 2019 a les 23:59. El format ha de ser: .odt, .pdf, .doc, .docx i comprimit junt amb les simulacions en format: .zip, .7z o tar.gz.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 2

Enunciat La Universitat ACME està planificant la renovació integral de la infraestructura de xarxa del seu campus. Aquest consta de diversos edificis enllaçats per connexions de fibra òptica tal com es mostra a la figura 1.

Figura 1: Plànol edifici i connexions de fibra òptica del campus ACME. L'edifici d'Administració i Telecomunicacions centralitza la xarxa del campus i controla l'accés a Internet. Al soterrani de l'edifici es troba la sala de comunicacions principal amb el Rack Internet (RINT). La sortida a l'exterior del campus disposa de dues línies d'accés a Internet independents que funcionen balancejades i que també ofereix redundància en cas que una falli. Tots els edificis del campus disposen d'una sala de comunicacions a la planta baixa on s'ubica el Rack principal de l'edifici on arriba la connexió de fibra òptica des RINT tal com es mostra a la figura 1: R1, R2, R3, R4, R5 .

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 3

Objectius de la xarxa La realització d'aquesta pràctica consisteix a fer un disseny de la xarxa del campus ACME des de la distribució del cablejat fins a la configuració dels dispositius de xarxa. A més també caldrà resoldre la connectivitat d'àrea extensa entre les diferents seus de la Universitat ubicades en diferents localitats i certs recursos remots d'aquestes en Internet.

Els objectius generals per a aquesta xarxa són els següents: 1. Analitzar els requeriments de la xarxa i a partir d'aquí realitzar un disseny que sigui flexible i obert a futures ampliacions. 2. Generar un pressupost dels elements necessaris: cablejat i accessoris (passiu) i dispositius de xarxa (actiu). 3. Planificar la divisió funcional en VLANs. 4. Definir els esquemes d'adreçament IPv6 i IPv4 acord amb les necessitats actuals i escalable en previsió del creixement futur. 5. Implementar una simulació de l'adreçament lògic i la configuració dels dispositius de la xarxa del campus. 6. Implementar també la simulació de l'encaminament entre les diferents seus i el seu accés a Internet.

A tenir en compte! 1) Les preguntes referents a configuracions des del IOS, s'hauran de respondre preferentment copiant directament les ordres des del CLI en els diferents equips. 2) És obligatori realitzar i lliurar les següents simulació amb Packet Tracer: Practica_2018-19-S2_3.pkt. Resultats de les simulacions exercici 3. Practica_2018-19-S2_4.pkt. Resultats de les simulacions exercici 4. 3) En les simulacions on diversos dispositius comparteixen una configuració simular, es pot estalviar temps i esforç configurant el primer equip i clonant la resta després (copy & paste). 4) S'han de guardar les configuracions dels dispositius a mesura que es vagin realitzant (NVRAM, startup-config).

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 4

Requeriments Per a la distribució del cablejat dins de cada edifici, hi ha altres armaris Rack secundaris que es connecten al principal en estrella. En general hi ha sempre a mínim un Rack secundari per cada nova planta de l'edifici, i en algun edifici pot haver fins a 2 armaris secundaris. A la figura 2 es poden veure les connexions entre dispositius i elements que intervenen en un edifici genèric d'exemple. És important destacar la jerarquia de dispositius: Accés, Distribució i Nucli; així com el tipus de mitjà i les velocitats suportades en cada enllaç: •

Nucli – Distribució: Fibra òptica a 10Gbps

•

Distribució – Accés: Fibra òptica a 1Gbps

•

Accés – Dispositius finals i punts d’accés WiFi: Coure a 1Gbps

Figura 2: Topologia exemple d'un dels edificis del campus ACME.

A la figura 3 es mostren en detall els diferents segments físics que componen una connexió entre un commutador i un dispositiu final (p.e. un ordinador). S'indiquen els diferents tipus de cables, complements que s'instal·len en el Rack, els sistemes de canalització i preses de dades en les àrees de treball.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 5

Figura 3: Plano de la planta baixa de l’edifici A. Els requeriments de cada edifici del campus es mostren a la taula 1. Concretament s'indiquen els Racks previstos per a cada planta de cada edifici, i per a cada un d'aquests Rack, el nombre de punts de dades (rosetes) que es distribueixen des d'aquest, així com l'estimació de la distància mitjana a aquests punts de dades. Aquesta distància s'entén sobre plànol i seguint els sistemes de canalització existents a l'edifici. Al número de punts de dades de la taula 1 s'inclouen els necessaris per als punts d'accés WiFi. L'alimentació d'aquests serà per PoE des dels commutadors. Per a la planificació de la cobertura WiFi també s'indica la superfície de cada edifici, que es pot suposar igual per a totes les seves plantes. La numeració dels Rack és com segueix: •

RINT: Rack Internet

•

RX: Rack principal edifici

•

RXY: Rack secundari edifici

A tall d'exemple a la figura 4 es mostra el plànol de la planta baixa de l'edifici A on es pot apreciar la ubicació dels diferents elements de la instal·lació, com ara Racks i punts de dades, així com el recorregut dels sistemes de canalització principals del cablejat horitzontal i vertical. La numeració que apareix en els punts de dades serveix per identificar el port del panell de l'armari Rack a on es connecta. Per exemple: •

R4P1-01/02 correspon al Rack R4, panell 1 (P1), ports 01 i 02.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 6

Àrea (m2)

Edifici

Administració i Telecomunicacions

450

650

Edifici central

Edifici B. Aules (informàtica i laboratoris)

1.320

Planta

Rack

Punts de dades

Distància mitja (m)

-1

RINT

28

8

0

R1

72

12

1

R11

10

16

0

R2

152

21

1

R21

132

14

2

R22

88

18

0

R3

235

30

1

R31

224

34

R4

25

26

R40

26

28

R41

25

26

R42

26

28

0

R5

30

18

1

R51

30

18

2

R52

38

16

0 1.800

Edifici A. Aules

1

680

Biblioteca

Tabla 1: Requeriments d’accés a la xarxa en els edificis del campus.

Figura 4: Plànol de la planta baixa de l’edifici A.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 7

A nivell funcional la xarxa del campus es divideix en grups o unitats funcionals per aïllar les comunicacions de cada un amb l'objectiu d'incrementar la seguretat i millorar el rendiment. Cada grup s'assignarà en una VLAN pròpia. Aquests grups o unitats funcionals són els següents: •

Aules

•

WiFi Pública

•

WiFi Intranet

•

Departaments

•

VoIP

•

Rectoria i Administració

•

Infraestructura (IT)

A la taula 2 es mostra l'estimació d'equips per a cada un dels grups així com el tipus d'adreçament que es farà servir en cada cas. El nombre d'equips ja inclou les previsions de creixement en base a l'espai en ús en l'actualitat i l'espai disponible que es podria condicionar en un futur. Pel que fa al adreçament, també s'indica per quins grups està previst disposar d'un servei d'adreçament dinàmic (DHCP). En cas contrari es pot suposar que es farà servir una configuració estàtica amb adreces fixes o un adreçament dinàmic amb reserva per adreça física (MAC).

Grup funcional

Adreçament

Número d’equips

IPv6

800

WiFi Pública

IPv4 DHCP

10.000

WiFi Intranet

IPv4 DHCP

1.500

Departaments

IPv6

500

VoIP

IPv4

140

Rectoria i Administració

IPv6

220

Infraestructura (IT)

IPv4

300

Aules

Taula 2: Adreçament unitats funcionals

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 8

Passiu de xarxa Algunes consideracions respecte a la distribució del cablejat i la ubicació dels armaris: 1. Totes les plantes d'un mateix edifici són molt similars amb petites diferències. 2. A cada edifici els Rack de diferents plantes es troben a la mateixa zona, per tant en vertical un sobre dels altres. 3. Se suposa que els sistemes de canalització des de cada Rack fins a les caixes amb els punts de dades ja existeixen i es poden aprofitar.

Actiu de xarxa Els requeriments específics dels dispositius de xarxa són els següents: 1. La xarxa cablejada per als dispositius finals i fins els punts d'accés ha de ser Ethernet a 1Gbps sobre coure. 2. Els enllaços entre els commutadors d'accés i el commutador principal (distribució) de cada edifici s'implementarà sobre Fibra òptica a 1Gbps. 3. L'enllaç entre els commutadors principals de cada edifici (distribució) amb el commutador principal a RINT (nucli) s'implementarà sobre fibra òptica a 10Gbps. 4. Per facilitar l'administració dels dispositius de xarxa han de ser el més homogenis possibles. 5. Els commutadors han de ser enrackables i gestionables, o sigui que han de disposar d'entorn CLI per poder configurar-los. 6. El Router el proporciona l'ISP (Internet Service Provider) i no s'ha de tenir en compte en el disseny de la xarxa del campus. 7. És recomanable deixar alguns ports lliures en els commutadors per absorbir petits increments en els punts de dades necessàries o canvis en la distribució de les VLAN.

WIFI Respecte als requeriments específics per la xarxa WiFi: 1. Ha de implementar la norma 802.11n o superior. 2. Alimentació per PoE. 3. Els Punts d'accés WiFi han de permetre múltiples xarxes (SSID) i gestionar VLAN (WiFi Pública i WiFi Intranet). 4. Preferiblement han de ser APs lleugers gestionats de manera centralitzada des del núvol, amb un programari de gestió específic o a través d'una controladora maquinari (WLC, Wireless LAN Controller).

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 9

5. Només cal tenir en compte costos de dispositius, no s'han d'afegir altres costos per programari o llicències. 6. Cal garantir una bona cobertura a l'interior de tots els edificis. 7. S'estima l'àrea de cobertura òptima dels APs per al nombre de clients que preveu una circumferència de 18m de diàmetre al voltant del dispositiu (255m2). Per garantir un "roaming" fluid en tot moment es preveu un solapament del 30% de la zona de cobertura d'altres dispositius adjacents, de manera que a cada AP li corresponen aproximadament 180m2 de cobertura (255m2 * 70%). 8. Els punts de dades necessàries per als APs ja estan inclosos a la taula 1.

Pregunta 1 (3 Punts). Pressupost de xarxa. A partir dels requeriments de la xarxa contesta els diferents apartats i finalment genera el pressupost de la instal·lació. Per establir una referència comuna i facilitar la comparació amb la solució que es proposarà més endavant, fa servir únicament els següents proveïdors per escollir el material de la instal·lació: •

Material actiu: https://www.senetic.es

•

Material passiu: https://www.telecocable.com

També pots fer servir aquests proveïdors per consultar la varietat de formats i característiques disponibles més habituals dels diferents elements.

a) Amb les dades disponibles a la taula 1 identifica la configuració de ports (mig, velocitat i nombre) dels commutadors i el nombre d'unitats necessàries dels diferents models en cada Rack segons els requeriments de l'enunciat. NOTA: Consulta el proveïdor de referència per identificar les configuracions més habituals. A partir dels 3 models de commutadors necessaris per a la instal·lació: Accés, distribució i nucli. A la primera taula Indica la configuració necessària per a cada model i el total d'unitats de cada model per a tota la instal·lació, i després mostra el detall per a cada edifici en una taula com la que s'adjunta d'exemple.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 10

Configuració per unitat Configuració models

Total campus ports necessaris 10Gbps (SFP+)

ports necessaris 1Gbps (SFP)

Model Nucli

5+

1+

1

Model Distribució

1+

10+

5

Total ports 1Gbps (Coure)

1+

Model Accés

(uds)

48

30

Dispositius per armari Administració i Telecomunicacions Model Nucli

RINT (uds.)

R11 (uds.)

1

Total (uds.)

1 1

Model Distribució Model Accés

R1 (uds.)

1 (28)

2 (72)

1 1 (10)

4

Dispositius per armari Edifici Central

Modelo Distribució Modelo Accés

R2 (uds.)

R21 (uds.)

R22 (uds.)

1

Total (uds.)

1

4 (152)

3 (132)

2 (88)

9

Dispositius per armari Edifici B. Aules (informàtica i laboratoris) Modelo Distribució Modelo Accés

R3 (uds.)

R31 (uds.)

1 5 (235)

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Total (uds.)

1 5 (224)

10

Primavera 2019

pàg 11

Dispositius per armari Edifici A. Aules

R4 (uds.)

Modelo Distribució

R40 (uds.)

R41 (uds.)

R42 (uds.)

1

1

1 (25) 1 (26) 1 (25) 1 (26)

Modelo Accés

Total (uds.)

4

Dispositius per armari Biblioteca

R5 (uds.)

Modelo Distribució Modelo Accés

R51 (uds.)

R52 (uds.)

1 1 (30)

Total (uds.)

1 1 (30)

1 (38)

3

b) Calcula el total de mòduls SFP i SFP + necessaris per a les terminacions de les connexions de fibra òptica de tota la instal·lació. Comenta breument les principals característiques dels 2 tipus de transceptors: velocitat, especificació Ethernet, paràmetres de la transmissió, connector. NOTA: El nombre depèn de la quantitat de commutadors de l'apartat anterior.

Campus

Total

Característiques

(uds.)

Mòduls SFP

1Gbps, 1000BASE-SX (IEEE 802.3z) Fibra óptica Multimodo a 850nm Alcance de 220m a 550m (OM1 a OM4) Conector LC dúplex

60

Mòduls SFP+

10Gbps, 10GBASE-SR (IEEE 802.3ae) Fibra óptica Multimodo a 850nm Alcance hasta 400m OM4 (300m mínimo para los requerimientos de esta instalación, OM3) Conector LC dúplex

10

Hi ha 5 enllaços 10Gbps, Necessitem un total de 10 mòduls SFP+. Per connectar els 30 commutadors d'accés calen 60 mòduls SFP.

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 12

c) A partir de les dimensions dels edificis de la taula 1 i l'estimació d'una cobertura òptima de 180m2 per punt d'accés, calcula el nombre d'unitats necessàries per donar servei a tots els edificis del campus.

Edifici

Àrea (m2)

Plantes

APs per planta

Total APs (uds)

(uds) Administració i Telecomunicacions

450

3

3

9

Edifici central

650

3

4

12

Edifici B. Aules (informàtica i laboratoris)

1.320

2

8

16

Edifici A. Aules

1.800

2

10

20

680

3

4

12

Total:

69

Biblioteca

Telemàtica/ERC · Pràctica Estudis d’Informática, Multimèdia i Telecomunicació

Primavera 2019

pàg 13