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Estructura de Redes deComputadorasPRÁCTICAPresentaciónEsta practica 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 IOSCompetenciasLas competencias consideradas...

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Estructura de Redes de Computadoras PRÁCTICA Presentación Esta practica 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 Las competencias consideradas en esta Práctica son: • Capacidad para analizar la arquitectura y organización de los sistemas y aplicaciones informáticos en red. • Capacidad para administrar y gestionar los sistemas operativos y las comunicaciones de una red de ordenadores. • 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. • 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 cómo realizar el despliegue y su configuración correctamente. 3. Sepa cómo funcionan diferentes protocolos de red, especialmente Ethernet. 4. Lleve a cabo esquemas de direccionamiento eficientes para IPv6. 5. Utilizar 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.

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Descripción de la PRÁCTICA a realizar La Práctica consta de 4 problemas, 2 teóricos y 2 prácticos. El tiempo necesario estimado para resolver toda la práctica es de unas 30 hores. La valoración de les 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 ellas. Las preguntas sin justificación, o bien, con justificaciones incorrectas recibirán una puntuación de 0.

Formato y fecha de entrega La Práctica debe entregarse antes del día 03 de Mayo de 2020 a las 23:59. El documento de entrega puede ser: .odt, .doc (ATENCIÓN NO .docx), o .pdf. Es necesario adjuntar la simulación realizada con el archivo Packet Tracer PRACTICA_2020.pka, todo comprimido en un solo archivo en formato: .zip, .tar.gz o .7z. Nota: Propiedad intelectual A menudo es inevitable, al producir una obra multimedia, hacer uso de recursos creados por terceras persones. Es por tanto comprensible hacerlo en el marco de una práctica de los estudios del Grado Multimedia, siempre y cuando se documente claramente y no suponga plagio en la práctica. Por tanto, al presentar una práctica que haga uso de recursos ajenos, se debe de presentar juntamente con ella un documento en el que se detallen todos ellos, especificando el nombre de cada recurso, su autor, el lugar donde se obtuvo y su estatus legal: si la obra está protegida por el copyright o se acoge a alguna otra licencia de uso (Creative Commons, licencia GNU, GPL...). El estudiante tendrá que asegurarse que la licencia que sea no impida específicamente su uso en el marco de la práctica. En caso de no encontrar la información correspondiente tendrá que asumir que la obra está protegida por el copyright. Además tendrán que adjuntar los ficheros originales cuando las obras utilizadas sean digitales, y su código fuente si corresponde. Otro punto a considerar es que cualquier práctica que haga uso de recursos protegidos por el copyright no podrá en ningún caso publicarse en Mosaic, la revista del Graduado en Multimedia en la UOC, a no ser que los propietarios de los derechos intelectuales den su autorización explícita.

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ENUNCIADO La escuela de negocios HL está planificando la renovación integral de la infraestructura de red de sus 3 sedes, ubicadas en Barcelona, Memphis y Tokio, interconectadas a través de Internet.

Figura 1 – Distribución de las sedes de la escuela de negocios HL

A la sede de Barcelona, están las oficinas centrales, donde se centralizan la mayoría de los servicios de la empresa. En el rack de comunicaciones principal de Barcelona se centraliza y controla la salida a Internet de todas las sedes, y dispone de dos líneas de acceso a Internet independientes que funcionan balanceadas y ofrecen redundancia en caso de fallo de una de ellas. Les sedes de Memphis y Tokio sólo disponen de una línea de acceso a Internet para interconexión con la sede principal de Barcelona.

Objetivos de la red La realización de esta práctica consiste en realizar un diseño de la red en las 3 sedes de la escuela de negocios HL, desde la distribución del cableado hasta la configuración de los dispositivos de red. Además también será necesario resolver la conectividad de área extendida entre las diferentes sedes de la escuela de negocios HL ubicadas en Barcelona, Memphis y Tokio a través de Internet.

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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 de acuerdo con las necesidades actuales y escalable en previsión del crecimiento futuro. 5. Implementar una simulación del direccionamiento lógico y la configuración de los dispositivos de la red de la escuela de negocios HL. 6. Implementar también la simulación del encaminamiento entre las diferentes sedes y su acceso a Internet.

A tener en cuenta! 1) Les preguntas referentes a configuraciones des del IOS, se deberán responder preferentemente copiando directamente las ordenes des del CLI en los diferentes equipos. 2) La simulación debe realizarse con el archivo Packet Tracer proporcionado con el enunciado de la práctica (PRACTICA_2020.pka). Es obligatorio que el estudiante especifique su perfil en iniciar la actividad (Nombre completo y correo de la UOC). 3) En las simulaciones donde distintos dispositivos comparten una configuración similar, se puede ahorrar tiempo y esfuerzo configurando el primer equipo y clonando el resto después (copy & paste). 4) De deben guardar las configuraciones de los dispositivos a medida que es vayan realizando (NVRAM, startup-config).

Requerimientos A la sede de Barcelona, se sitúan las oficinas centrales, y donde se centralizan la mayoría de los servicios de la empresa. Esta sede, está formada por un edificio de 4 plantas, cada una con un rack de comunicaciones (RB1, RB2, RB3 y RB4 respectivamente), todos ellos, interconectados con el rack principal (RB0), ubicado a la planta sótano. El rack de comunicaciones principal (RB0) centraliza y controla la salida a Internet de todas las sedes, y dispone de dos líneas de acceso a Internet independientes que funcionan balanceadas y que ofrecen redundancia en caso de fallada de una de ellas.

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La sede de Memphis, se encuentra ubicada en un edificio de 2 plantas, cada una con un rack de comunicaciones (RM0 y RM1 respectivamente). El Rack de la planta baja (RM0), centraliza las comunicaciones de la sede y dispone de una línea de acceso a Internet para interconexión con la sede principal de Barcelona. La sede de Tokio, se encuentra ubicada en un edificio de 3 plantas, cada una con un rack de comunicaciones (RT0, RT1 y RT2 respectivamente). El Rack de la planta baja (RT0), centraliza las comunicaciones de la sede y dispone de una línea de acceso a Internet para interconexión con la sede principal de Barcelona. Para la Distribución del cableado dentro del edificio, los armarios Rack secundarios se conectan al principal en estrella. A la figura 2, a modo de ejemplo, se pueden ver las conexiones entre dispositivos y elementos que intervienen en el edificio de Barcelona. Es importante destacar la jerarquía de dispositivos: Acceso, Distribución y Núcleo; así como el tipo de medio y las velocidades suportadas en cada enlace: • Núcleo – Distribución: Fibra óptica a 10Gbps • Distribución – Acceso: Fibra óptica a 10Gbps • Acceso – Dispositivos finales y puntos de acceso WiFi: Cobre a 1Gbps

Figura 2: Topología ejemplo de la sede central de Barcelona.

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A la figura 3, también a modo de ejemplo, se pueden ver las conexiones entre dispositivos y elementos que intervienen en las sedes de Memphis y Tokio. Fíjate que en este caso, teniendo en cuenta el tamaño de la sede y que se interconectan con la sede de Barcelona, donde se centralizan las comunicaciones de les diferentes sedes de la empresa, se unifican las capas de Núcleo y Distribución. En este caso, el tipo de medio y las velocidades soportadas en cada enlace serán: • Núcleo / Distribución – Acceso: Fibra óptica a 10Gbps • Acceso – Dispositivos finales y puntos de acceso WiFi: Cobre a 1Gbps

Figura 3: Topología ejemplo de les sedes de Memphis y Tokio. Los requerimientos de cada edificio de la escuela de negocios HL se muestran en la tabla 1. Concretamente se indican los Racks previstos para cada uno de los edificios, y para cada uno de estos Rack, el nombre de puntos de datos (rosetas) que es distribuyen desde este, así como la estimación de la distancia media en estos puntos de datos. Esta distancia se extiende en cada planta siguiendo los sistemas de canalización existentes al edificio.

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Al número de puntos de datos de la tabla 1 incluyen los necesarios para los puntos de acceso WiFi. La alimentación de estos será por PoE desde el conmutador. 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 se indica a continuación: • RBX: Rack de la sede principal de Barcelona planta «X» • RMX: Rack de la sede Memphis planta «X» • RTX: Rack de la sede de Tokio planta «X» Si la «X» coge el valor de 0 (RB0, RM0 y RT0), hace referencia al Rack principal de comunicaciones de la sede. Edificio

Barcelona

Área (m2)

3.120

Planta

Rack

Puntos de datos

Distancia media (m)

-1 0

RB0 RB1

28 75

24 35

1

2 3 0 Memphis 1.248 1 0 Tokio 1.872 1 2 Tabla 1: Requerimientos acceso a la red en negocios HL.

94 RB2 RB3 140 RB4 44 RM0 104 RM1 88 RT0 82 RT1 67 RT2 110 los edificios de la escuela

26 12 16 33 22 50 24 30 de

A modo de ejemplo en la figura 4 se muestra el plano de la primera planta de la sede de Memphis donde se puede apreciar la ubicación de los diferentes elementos de la instalación, como los Racks y puntos de datos, así como el recorrido de los sistemas de canalización principales del cableado horizontal. La numeración que aparece en los puntos de datos sirve para identificar el puerto del panel del armario Rack donde se conecta. Por ejemplo: • RM1P2-07/12 corresponde al Rack de Memphis de la planta 1 (RM1), panel 2 (P2), puertos del 07 al 12. Telemática / EXC · PRÁCTICA Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación

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Figura 4: Plano de la 1a planta de la sede de Memphis. A nivel funcional la red de la escuela de negocios HL se divide en grupos o unidades funcionales para aislar las comunicaciones de cada grupo, con el objetivo de incrementar la seguridad y mejorar su rendimiento. Cada grupo se asignará en una VLAN distinta. Estos grupos o unidades funcionales son las siguientes: • • • • •

Class Public_WiFi Intranet_WiFi Administration VoIP

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• •

Computering Management

A la tabla 2 se muestra la estimación de equipos para cada uno de los grupos así como el tipo de direccionamiento que se utilizará en cada caso. El número de equipos ya incluye las previsiones de crecimiento en base al espacio en uso en la actualidad y el espacio disponible que se podría condicionar en un futuro. Respecto el direccionamiento, se indica que grupos está previsto que trabajen sólo con IPv4, o con configuración Dual Stack (IPv4 y IPv6). Grupo funcional Class Public_WiFi Intranet_WiFi Administration VoIP Computering Management

Direccionamiento

Número de equipos

IPv4 y IPv6 IPv4 IPv4 IPv4 y IPv6 IPv4 IPv4 y IPv6 IPv4 Tabla 2: Direccionamiento unidades funcionales

510 1030 630 98 210 43 72

Pasivo de red Algunas consideraciones respecto a la distribución del cableado y la ubicación de los armarios de comunicaciones: 1. Todas las plantas de un mismo edificio son muy similares con pequeñas diferencias. 2. A cada edificio, los Rack de diferentes plantas se encuentran a la misma zona, es decir, en vertical uno encima de los otros. 3. Se supone que los sistemas de canalización desde cada Rack hasta las cajas con 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 ha de ser Ethernet a 1Gbps sobre cobre.

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2. Los enlaces entre los conmutadores de Acceso y los conmutadores de Distribución, o en caso que estos no existan, los conmutadores de Núcleo de cada edificio, se implementaran sobre fibra óptica a 10Gbps. 3. Los enlaces entre los conmutadores de Distribución y el conmutador de Núcleo de cada edificio se implementaran sobre fibra óptica a 10Gbps. 4. Para facilitar la administración de los dispositivos de red deben ser lo más homogéneos posibles. 5. Los conmutadores han de ser enrackables y gestionables, es decir, deben 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 de la escuela de negocios HL. 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 les VLANs.

WIFI Respecto los requerimientos específicos para la red WiFi: 1. Ha de implementar la norma 802.11n o superior. 2. Alimentación por PoE. 3. Los puntos de acceso WiFi han de permitir múltiples redes (SSID) y gestionar VLAN (Public_WiFi y Intranet_WiFi). 4. Preferiblemente han de ser APs ligeros gestionados de manera centralizada desde la nube, con un software de gestión específico o a través de una controladora WLC (Wireless LAN Controller). 5. Sólo se deben tener en cuenta costes de dispositivos, no se deben añadir costes de software o licencias. 6. Se debe garantizar una buena cobertura en el interior de todos los edificios. 7. Se estima que el área de cobertura óptima de los APs para el nombre de clientes que se prevén, es una circunferencia de 18m de diámetro al rededor del dispositivo (255m2). Para garantizar un "roaming" fluido en todo momento se estima un solapamiento del 30% de la zona de cobertura de otros dispositivos adyacentes, de manera que a cada AP le corresponde aproximadamente 180m2 de cobertura (255m2 * 70%). 8. Los puntos de datos necesarios para los APs ya están incluidos en la tabla 1.

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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. Con el objetivo de establecer una referencia comuna y facilitar la comparación con la solución que se propondrá más adelante, utiliza únicamente los siguientes proveedores para escoger los materiales de la instalación: • •

Material activo: https://www.senetic.es Material pasivo: https://www.telecocable.com

También puedes utilizar estos proveedores para consultar la variedad de formatos y características disponibles más habituales de los diferentes elementos. a) Con los datos disponibles en la tabla 1 identifica la configuración de los puertos (tipo, velocidad y número) y la cantidad de conmutadores que se requieren en cada Rack. En cuanto a los conmutadores de Acceso, ten en cuenta que utilizaremos equipos de 24 puertos o 48 puertos PoE de cobre a 1Gbps y 4 puertos SFP a 10Gbps. No hace falta que tengas en cuenta ningún crecimiento futuro, ajusta los valores a los puntos de datos actuales. Edificio

Barcelona

Memphis Tokio

Planta

Rack

Puntos de datos

Switch Acceso 48

Switch Acceso 24

-1 0 1 2 3 0 1 0 1 2

RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RM0 RM1 RT0 RT1 RT2

28 75 94 140 44 104 88 82 67 110 TOTAL

1 2 2 3 1 2 2 2 1 2 18

0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 3

Los conmutadores de Núcleo y Distribución que utilizaremos serán equipos de 28 puertos SFP a 10Gbps, que también incorporan encaminamiento de capa 3 (L3). Sólo están previstos 2 conmutadores de Distribución en la sede de Barcelona, ubicados en el Rack Principal (RB0) y que agruparan las comunicaciones de los conmutadores de Acceso de RB0-RB1 y RB2-RB3-RB4 respectivamente. Los conmutadores de Núcleo, habrá 1 en cada sede, y agruparan les comunicaciones de: Telemática / EXC · PRÁCTICA Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación

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- A la sede de Barcelona, habrá un enlace de fibra óptica entre el conmutador de Núcleo y los 2 conmutadores de Distribución. - A les sedes de Memphis y Tokio, el conmutador de Núcleo, realizará la función de Núcleo / Distribución, y estará conectado directamente con cada uno de los conmutadores de Acceso a través de fibra óptica. Rellena la siguiente tabla indicando la cantidad de conmutadores de Núcleo, Núcleo / Distribución y Distribución que habrá a cada sede y el Rack al que estarán ubicados: Edificio

Planta

Rack

Conmutador Núcleo

-1 0 0

RB0 RM0 RT0 TOTAL

1

Barcelona Memphis Tokio

1

Conmutador Núcleo / Distribución

Conmutador Distribución

1 1 2

2 0 0 2

b) Comenta brevemente las principales características de los 2 tipos de transceptores SFP y SFP+ disponibles en el mercado para las terminaciones de les conexiones de fibra óptica: velocidad, especificación Ethernet, parámetros de la transmisión, conector. Tipo Transceptor

Características

Módulo SFP

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

Módulo 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

Rellena la siguiente tabla para calcular el total de módulos SFP+, teniendo en cuenta que sólo tenemos co...