Practica Solucion 2018-19 S2 PDF

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Estructura de Redes deComputadoresPrácticaPresentaciónEsta práctica cubre el siguiente temario: - Esquemas de direccionamiento IP: IPv6 y IPv - Configuración de conmutadores con CISCO IOS - Configuración de routers y protocolos de encaminamiento con CISCO IOSCompetenciasLes competencias consideradas...

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Estructura de Redes de Computadores Práctica Presentación Esta práctica cubre el siguiente temario: •

Esquemas de direccionamiento IP: IPv6 y IPv4

•

Configuración de conmutadores con CISCO IOS

•

Configuración de routers y protocolos de encaminamiento con CISCO IOS

Competencias Les competencias consideradas en esta práctica son: 1. Capacidad para analizar la arquitectura y organización de los sistemas y aplicaciones informáticas en red. 2. Capacidad para administrar y gestionar los sistemas operativos y las comunicaciones de una red de ordenadores. 3. Conocer las tecnologías de comunicaciones actuales y emergentes y saberlas aplicar convenientemente para diseñar y desarrollar soluciones basadas en sistemas y tecnologías de la información. 4. Capacidad para proponer y evaluar diferentes alternativas tecnológicas para resolver un problema concreto.

Objetivos Esta práctica tiene por objetivo que el estudiante: 1. Reconozca los diferentes tipos de red y sus características principales. 2. Reconozca los diferentes tipos de dispositivos de red y como desplegarlos y configurarlos correctamente. 3. Sepa cómo funcionan diferentes protocolos de red, especialmente Ethernet.

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4. Realice esquemas de direccionamiento eficientes para IPv6. 5. Utilice el direccionamiento IPv4. 6. Realice casos prácticos y ejemplos de cada tecnología. 7. Demuestre una buena comprensión del funcionamiento de las redes de área local y del nivel físico de la comunicación de datos.

Formato y fecha de entrega La Práctica consta de 4 preguntas, 2 de las cuales son simulaciones prácticas con el Packet Tracer. El tiempo necesario estimado para resolver toda la prueba es de unas 30 horas. La valoración de las preguntas es de: 30%, 20%, 25% y 25% respectivamente para cada una de ellas. En la evaluación de la prueba se valorará tanto la corrección de las respuestas así como la explicación de cómo se ha llegado a una determinada respuesta. Las preguntas sin justificación, o bien, con justificaciones incorrectas recibirán una puntuación de 0. La Práctica se debe de entregar antes del día 05 de Mayo de 2019 a las 23:59. El formato puede ser: .odt, .pdf, .doc, .docx y comprimido junto con las simulaciones en formato: .zip, .7z o tar.gz.

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Enunciado La Universidad ACME está planificando la renovación integral de la infraestructura de red de su campus. Éste consta de varios edificios enlazados por conexiones de fibra óptica tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1: Plano edificio y conexiones de fibra óptica del campus ACME. El edificio de Administración y Telecomunicaciones centraliza la red del campus y controla el acceso a Internet. En el sótano del edificio se encuentra la sala de comunicaciones principal con el Rack Internet (RINT). La salida al exterior del campus dispone de dos lineas de acceso a Internet independientes que funcionan balanceadas y que también ofrece redundancia en caso que una falle. Todos los edificios del campus disponen de una sala de comunicaciones en la planta baja donde se ubica el Rack principal del edificio donde llega la conexión de fibra óptica desde RINT tal como se muestra en la figura 1: R1, R2, R3, R4, R5.

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Objetivos de la red La realización de esta práctica consiste en hacer un diseño de la red del campus ACME desde la distribución del cableado hasta la configuración de los dispositivos de red. Además también será necesario resolver la conectividad de área extensa entre las distintas sedes de la Universidad ubicadas en diferentes localidades y ciertos recursos remotos de éstas en Internet.

Los objetivos generales para esta red son los siguientes: 1. Analizar los requerimientos de la red y a partir de aquí realizar un diseño que sea flexible y abierto a futuras ampliaciones. 2. Generar un presupuesto de los elementos necesarios: cableado y accesorios (pasivo) y dispositivos de red (activo). 3. Planificar la división funcional en VLANs. 4. Definir los esquemas de direccionamiento IPv6 e IPv4 acorde a la necesidad actual y escalable en previsión del crecimiento futuro. 5. Implementar una simulación del direccionamiento lógico y la configuración de los dispositivos de la red del campus. 6. Implementar también la simulación del encaminamiento entre las distintas sedes y su acceso a Internet.

¡A tener en cuenta! 1) Las preguntas referentes a configuraciones desde el IOS, se deberán responder preferentemente copiando directamente los comandos desde el CLI en los diferentes equipos. 2) Es obligatorio realizar y entregar las siguientes simulaciones con Packet Tracer: Practica_2018-19-S2_3.pkt. Resultados de la simulación ejercicio 3. Practica_2018-19-S2_4.pkt . Resultados de la simulación ejercicio 4. 3) En las simulaciones donde varios dispositivos comparten una configuración simular, se puede ahorrar tiempo y esfuerzo configurando el primer equipo y clonando el resto después (copy&paste). 4) Se deben guardar las configuraciones de los dispositivos a medida que se vayan realizando (NVRAM, startup-config).

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Requerimientos Para la distribución del cableado dentro de cada edificio, existen otros armarios Rack secundarios que se conectan al principal en estrella. En general hay siempre mínimo un Rack secundario por cada nueva planta del edificio, y en algún edificio puede haber hasta 2 armarios secundarios. En la figura 2 se pueden ver las conexiones entre dispositivos y elementos que intervienen en un edificio genérico de ejemplo. Es importante destacar la jerarquía de dispositivos: Acceso, Distribución y Núcleo; así como el tipo de medio y las velocidades soportadas en cada enlace: •

Núcleo – Distribución: Fibra óptica a 10Gbps

•

Distribución – Acceso: Fibra óptica a 1Gbps

•

Acceso – Dispositivos finales y puntos de acceso WiFi: Cobre a 1Gbps

Figura 2: Topología ejemplo de uno de los edificios del campus ACME.

En la figura 3 se muestran en detalle los diferentes segmentos físicos que componen una conexión entre un conmutador y un dispositivo final (p.e. un ordenador). Se indican los diferentes tipos de cables, complementos que se instalan en el Rack, los sistemas de canalización y tomas de datos en las áreas de trabajo.

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Figura 3: Plano de la planta baja del edificio A. Los requerimientos de cada edificio del campus se muestran en la tabla 1. Concretamente se indican los Racks previstos para cada planta de cada edifico, y para cada uno de estos Rack, el número de puntos de datos (rosetas) que se distribuyen desde éste, así como la estimación de la distancia media a estos puntos de datos. Esta distancia se entiende sobre plano y siguiendo los sistemas de canalización existentes en el edificio. En el número de puntos de datos de la tabla 1 se incluyen los necesarios para los puntos de acceso WiFi. La alimentación de éstos será por PoE desde los conmutadores. Para la planificación de la cobertura WiFi también se indica la superficie de cada edificio, que se puede suponer igual para todas sus plantas. La numeración de los Rack es como sigue: •

RINT: Rack Internet

•

RX: Rack principal edificio

•

RXY: Rack secundario edificio

A modo de ejemplo en la figura 4 se muestra el plano de la planta baja del edificio A donde se puede apreciar la ubicación de los distintos elementos de la instalación, tales como Racks y puntos de datos, así como el recorrido de los sistemas de canalización principales del cableado horizontal y vertical. La numeración que aparece en los puntos de datos sirve para identificar el puerto del panel del armario Rack a donde se conecta. Por ejemplo: •

R4P1-01/02 corresponde al Rack R4, panell 1 (P1), puertos 01 y 02.

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Àrea (m2)

Edificio

Administración y Telecomunicaciones

450

650

Edificio central

Edifici B. Aulas (informática y laboratorios)

1.320

Planta

Rack

Puntos de datos

Distancia media (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 Edificio A. Aulas

1.800 1

Biblioteca

680

Tabla 1: Requerimientos de acceso a la red en los edificios del campus.

Figura 4: Plano de la planta baja del edificio A.

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A nivel funcional la red del campus se divide en grupos o unidades funcionales para aislar las comunicaciones de cada uno con el objetivo de incrementar la seguridad y mejorar el rendimiento. Cada grupo se asignará en una VLAN propia. Estos grupos o unidades funcionales son los siguientes: •

Aulas

•

WiFi Pública

•

WiFi Intranet

•

Departamentos

•

VoIP

•

Rectoría y Administración

•

Infraestructura (IT)

En la tabla 2 se muestra la estimación de equipos para cada uno de los grupos así como el tipo de direccionamiento que se usará en cada caso. El número de equipos ya incluye las previsiones de crecimiento en base al espacio en uso en la actualidad y al espacio disponible que se podría acondicionar en un futuro. Respecto al direccionamiento, también se indica para qué grupos está previsto disponer de un servicio de direccionamiento dinámico (DHCP). En caso contrario se puede suponer que se usará una configuración estática con direcciones fijas o un direccionamiento dinámico con reserva por dirección física (MAC).

Grupo funcional

Direccionamiento

Número de equipos

IPv6

800

WiFi Pública

IPv4 DHCP

10.000

WiFi Intranet

IPv4 DHCP

1.500

Departamentos

IPv6

500

VoIP

IPv4

140

Rectoría y Administración

IPv6

220

Infraestructura (IT)

IPv4

300

Aulas

Tabla 2: Direccionamiento unidades funcionales

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Pasivo de red Algunas consideraciones respecto a la distribución del cableado y la ubicación de los armarios: 1. Todas las plantas de un mismo edificio son muy similares con pequeñas diferencias. 2. En cada edificio los Rack de distintas plantas se encuentran en la misma zona, por lo tanto en vertical uno encima de los otros. 3. Se supone que los sistemas de canalización desde cada Rack hasta las cajas con los puntos de datos ya existen y se pueden aprovechar.

Activo de red Los requerimientos específicos de los dispositivos de red son los siguientes: 1. La red cableada para los dispositivos finales y hasta los puntos de acceso debe ser Ethernet a 1Gbps sobre cobre. 2. Los enlaces entre los conmutadores de acceso y el conmutador principal (distribución) de cada edificio se implementará sobre Fibra óptica a 1Gbps. 3. El enlace entre los conmutadores principales de cada edificio (distribución) con el conmutador principal en RINT (núcleo) se implementará sobre fibra óptica a 10Gbps. 4. Para facilitar la administración los dispositivos de red han de ser lo más homogéneos posibles. 5. Los conmutadores han de ser enrackables y gestionables, o sea que han de disponer de entorno CLI para poder configurarlos. 6. El Router lo proporciona el ISP (Internet Service Provider) y no se debe tener en cuenta en el diseño de la red del campus. 7. Es recomendable dejar algunos puertos libres en los conmutadores para absorber pequeños incrementos en los puntos de datos necesarios o cambios en la distribución de las VLAN.

WIFI Respecto a los requerimientos específicos para la red WiFi: 1. Debe implementar la norma 802.11n o superior. 2. Alimentación por PoE.

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3. Los Puntos de Acceso WiFi deben permitir múltiples redes (SSID) y gestionar VLAN (WiFi Pública y WiFi Intranet). 4. Preferiblemente deben ser APs ligeros gestionados de manera centralizada desde la nube, con un software de gestión específico o a través de una controladora hardware (WLC, Wireless LAN Controller). 5. Solo hay que tener en cuenta costes de dispositivos, no se tienen que añadir otros costes por software o licencias. 6. Hay que garantizar una buena cobertura en el interior de todos los edificios. 7. Se estima el área de cobertura óptima de los APs para el número de clientes previsto en una circunferencia de 18 m de diámetro alrededor del dispositivo (255m2). Para garantizar un “roaming” fluido en todo momento se prevé un solapamiento del 30% de la zona de cobertura de otros dispositivos adyacentes, de manera que a cada AP le corresponden aproximadamente 180m2 de cobertura ( 255m2 * 70%). 8. Los puntos de datos necesarios para los APs ya están incluidos en la tabla 1.

Pregunta 1 (3 Puntos). Presupuesto de red. A partir de los requerimientos de la red contesta los diferentes apartados y finalmente genera el presupuesto de la instalación.

Para establecer una referencia común y facilitar la comparación con la solución que se propondrá más adelante, usa únicamente los siguientes proveedores para escoger el material de la instalación: •

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

•

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

También puedes usar estos proveedores para consultar la variedad de formatos y características disponibles más habituales de los distintos elementos.

a) Con los datos disponibles en la tabla 1 identifica la configuración de puertos (medio, velocidad y número) de los conmutadores y el número de unidades necesarias de los distintos modelos en cada Rack según los requerimientos del enunciado. NOTA: Consulta el proveedor de referencia para identificar las configuraciones más habituales.

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A partir de los 3 modelos de conmutadores necesarios para la instalación: Acceso, distribución y núcleo. En la primera tabla Indica la configuración necesaria para cada modelo y el total de unidades de cada modelo para toda la instalación, y luego muestra el detalle para cada edificio en una tabla como la que se adjunta de ejemplo.

Configuración por unidad Total campus (uds)

Configuración modelos

puertos necesarios 10Gbps (SFP+)

puertos necesarios 1Gbps (SFP)

Modelo Núcleo

5+

1+

1

Modelo Distribución

1+

10+

5

Total puertos 1Gbps (Cobre)

1+

Modelo Acceso

48

30

Dispositivos por armario Edificio de Administración y Telecomunicaciones Modelo Núcleo

RINT (uds.)

R1 (uds.)

1

Total (uds.)

1 1

Modelo Distribución Modelo Acceso

R11 (uds.)

1 (28)

2 (72)

1 1 (10)

4

Dispositivos por armario Edificio Central

Modelo Distribución Modelo Acceso

R2 (uds.)

R21 (uds.)

R22 (uds.)

1

Total (uds.)

1

4 (152)

3 (132)

2 (88)

9

Dispositivos por armario Edificio B. Aulas (informática y laboratorios) Modelo Distribución Modelo Acceso

R3 (uds.)

R31 (uds.)

1 5 (235)

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Total (uds.)

1 5 (224)

10

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Dispositivos por armario Edificio A. Aulas

R4 (uds.)

Modelo Distribución

R40 (uds.)

R41 (uds.)

R42 (uds.)

1

1

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

Modelo Acceso

Total (uds.)

4

Dispositivos por armario Biblioteca

R5 (uds.)

Modelo Distribución

R52 (uds.)

1 1 (30)

Modelo Acceso

R51 (uds.)

Total (uds.)

1 1 (30)

1 (38)

3

b) Calcula el total de módulos SFP y SFP+ necesarios para las terminaciones de las conexiones de fibra óptica de toda la instalación. Comenta brevemente las principales características de los 2 tipos de transceptores: velocidad, especificación Ethernet, parámetros de la transmisión, conector. NOTA: El número depende de la cantidad de conmutadores del apartado anterior.

Campus

Características

Total (uds.)

Módulos SFP

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

60

Módulos 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

Hay 5 enlaces 10Gbps, necesitan un total de 10 módulos SFP+. Para conectar los 30 conmutadores de acceso hacen falta 60 módulos SFP.

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c) A partir de las dimensiones de los edificios de la tabla 1 y la estimación de una cobertura óptima de 180m2 por punto de acceso, calcula el número de unidades necesarias para dar servicio a todos los edificios del campus. Edificio

Àrea (m2)

Plantas

APs por planta

Total APs (uds)

(uds) Administración y Telecomunicaciones

450

3

3

9

Edificio central

650

3