Subnetting , Variable Length Subnet Masks ( VLSMs ), y TCP/IP Troubleshooting

Subnetting, Variable Length Subnet Masks (VLSMs), y TCP/IP Troubleshooting Capítulo 3: Rocío Olavarría González

Agenda • Objetivos del Capítulo 3 • Tópicos CCNA • Conceptos Previos • Números Binarios • IP Addressing • IP Subnetting • Máscaras de Subred • CIDR – Classless Inter-DomainRouting • Classful vs. ClasslessRouting • Creación de Subredes , ClassfulRouting • Subnetting Class C Addresses • Procedimiento para crear subredes • VLSMs – Variable Length Subnet Masks • Diseño • Implementación • Summarization • Troubleshooting IP Addressing • Detección de Problemas en las Direcciones IP • Asignación de Direcciones IP a los Hosts de una Red • Conceptos Importantes para CCNA Rocío Olavarría González

Objetivos • Entender subnetting y direccionamiento IP • Crear subredes con la dirección IP de una red • Diseñar e implementar redes VLSM • Entender los métodos de troubleshooting de Cisco • Hacer troubleshooting de una red • Solucionar problemas de direccionamiento IP y configuración Rocío Olavarría González

Tópicos CCNA Describir como funciona una red • Interpretar redes Implementar un esquema de direccionamiento IP y servicios IP para cumplir con los requerimientos de redes de oficina en una mediana empresa. • Describir la operación y los beneficios de utilizar direccionamiento IP, privado y público • Implementar servicios de direccionamiento estático y dinámico para hosts en una LAN • Calcular y aplicar un esquema de direccionamiento IP, considerando el diseño de VLSM • Determinar los esquemas de direccionamiento “classless” usando VLSM y summarization para cumplir con los requerimientos en una LAN/WAN • Identificar y corregir problemas comunes asociados al direccionamiento IP y las configuraciones de hosts. Rocío Olavarría González

N°s Binarios, Hexadecimales y Decimales • 1 byte = 8 bits • 1 nibble = 4 bits (Dígito Hexadecimal) 1 byte 1 nibble 1 nibble Ej: 1*128 + 1*64 + 0*32 + 0*16 + 0*8 + 1*4 + 0*2 + 0*1 = 196 En forma decimal: Al igual que con los números binarios, para realizar la transformación de HEX a decimal, se deben sumar los productos de cada dígitos con la potencia de 16 correspondiente. Ej. C4 => 12*161 + 4*160 = 196 1°nibble: 1100  C En forma hexadecimal: C4 2°nibble: 0100  4 Rocío Olavarría González

IP Addressing • Dirección IP • Entrega la ubicación específica de cada dispositivo en una red • Permite la comunicación entre hosts de la misma red y de distintas redes • Palabra de 32-bit, segmentada en 4 octetos • Decimal • Binario • Hexadecimal 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits Rocío Olavarría González

IP Addressing • Esquema de direccionamiento jerárquico Dirección IP se divide en 2 segmentos: una parte que describe la red y otra el host • Network : compartida por todos los hosts de la misma red, como parte de su dirección IP • Host/Node : dirección única que identifica a cada equipo en una red (+) Hosts (+) Networks Rocío Olavarría González

IP Addressing Network Address: Dirección IP que identifica a una red • Todos los bits que definen el host quedan en 0 • Se utiliza en las tablas de ruteo BroadcastAddress: Dirección usada para enviar paquetes a todos los hosts de dentro de la misma red • Todos los bits que definen la dirección de host quedan en 1 Network Address BroadcastAddress Rocío Olavarría González

IP Addressing Network AddressRange • Define los límites de cada clase, es decir, los valores que puede tomar cada dirección • Se establecen los valores que deben tomar los primeros 4 bits del primer octeto o byte de la dirección IP, para cada clase Private IP Addresses RFC 1918 • Para redes privadas. Direcciones no son “ruteables” a través de Internet. • Otorgan seguridad y ahorran espacios de direcciones IP. • Class A: 10.0.0.0 – 10.255.255.255 • Class B: 172.16.0.0 – 172.31.255.255 • Class C: 192.168.0.0 – 192.168.255.255 0.0.0.0 - 0.255.255.255: ZeroAddresses 127.0.0.0 – 127.255.255.255 : Localhostloopback Existen redes Clase D y E. Class D (224 - 239): Direcciones multicast Class E (240 - 255): Investigación Rocío Olavarría González

IP Subnetting Subnet: Subdivided Network • Se toma una red, ya sea clase A, B o C, y se divide en un cierto número de subredes, cada una con una dirección IP única. • Cada subred se trata como una red normal: para comunicarse con otras redes o subredes debe conectarse a una interfaz de un router. • Ayuda a solucionar el problema de escasez de direcciones IP. Beneficios: • Menor tráfico en la red: solo paquetes enviados a otras redes pasaran por el router • Se optimiza el desempeño: Mayor ancho de banda disponible, menor tamaño de cada subred • Fácil administración: problema se confina solo a una red pequeña • En caso de falla, menos son los equipos afectados • Sistema más eficiente para abarcar grandes distancias: se pueden crear pequeñas redes interconectadas en vez de una WAN Rocío Olavarría González

Máscaras de Subred • Para crear subredes se reservan bits de aquellos destinados a la dirección host, por medio de la máscara de subred (subnetmask) • Máscara de Subred: Define cuantos de los bits de la dirección IP, serán utilizados como dirección de subred. • Se le asigna a cada dispositivo de la red • Dirección IP se divide en: • Network ID • Host ID • 1´s consecutivos de izquierda a derecha representan la porción del Network ID • No todas las redes requieren ser segmentadas. Para estos casos, las máscaras de subred por defecto son: Rocío Olavarría González

Classless Inter-DomainRouting (CIDR) • Usado por los ISP para otorgar un número de direcciones a varios clientes • Con una notación decimal da a entender cuantos de los 32 bits de la dirección IP están destinados a la parte network ID, es decir, entrega la máscara de subred. Los bits enmascarados se cuentan consecutivamente de izquierda a derecha. • Bloque de dirección es de la forma: 192.168.10.32/28 • /28: # bits reservados para el network ID • 32 es el # máximo de bits disponibles, pero se deben dejar al menos 2 libres para dar dirección a los hosts (se debe tener un host ID): • 2 bits  4 direcciones de hosts posibles • 1 Network address (bits en 0) • 1 Broadcastaddress (bits en 1) • 2 Hosts Rocío Olavarría González

Valores CIDR 4 bits para el host Dato: 255 . 255 . 255 . 240 11111111 . 11111111 . 11111111 . 11110000 /8 /8 /8 /4 = /28 Rocío Olavarría González

Classful vs. Classless Network • Classful Network: Todas las interfaces dentro de este espacio de dirección poseen la misma máscara de subred. RIP y IGRP son protocolos de ruteo que asumen esta condición y que eliminan la información de subred al enrutar. • Classless Network: La dirección IP se divide en dos partes: (1) aquella en la que se basa el ruteo, y (2) la dirección del host dentro de la subred. RIPv2, EIGRP y OSPF son protocolos que utilizan este tipo de ruteo, permitiendo usar máscaras de subred distintas para las interfaces dentro del mismo espacio de dirección. 8 x y x+y = 24 8 8 x y x+y = 16 8 8 8 x y x+y = 8 x y Rocío Olavarría González

Creación de Subredes Classfulrouting Pasos a seguir: • Determinar el número de redes necesarias • Una para cada subred • Una para cada conexión WAN • Determinar el número de hosts por subred • Una para cada host TCP/IP • Una para cada interfaz de router • Se debe crear • Una máscara de subred igual para toda la red • Para cada segmento físico una única dirección de subred (Subnet ID) • Un rango de identificadores de hosts (Host ID) para cada subred Rocío Olavarría González

Creación de Subredes Classfulrouting • Procedimiento general: • N° Subredes = 2x x: # bits enmascarados • N° Hosts = 2y-2 y: # bits no enmascarados • Subredes válidas: • Block size = 256-subnet mask • 0 ; 1*block ; 2*block ; … ; subnetmask • Para cada subred válida: • Subnet address: solo 0´s en bits no enmascarados • Broadcastaddress: solo 1´s en bits no enmascarados • Valid hosts: Entre subnetaddress y broadcastaddress de cada subred Subnet mask se refiere al numero, en notación decimal, que resulta de /x x y Rocío Olavarría González

Subnetting Class CAddresses • Datos: • Network address: 192.168.10.0 • Subnet mask: 255.255.255.224 • Solución: • N° Subredes: 224 = 11100000 => 23 = 8 subredes • N° hosts por subred: => 25 -2 = 30 hosts • Subredes válidas: Block size = 256 – 224 = 32 => 0 ; 32 ; 64 ; 96 ; 128 ; 160 ; 192 ; 224 • Dirección de broadcast para cada subred: Justo el número antes de la siguiente subred => 31 ; 63 ; 95 ; 127 ; 159 ; 191 ; 223 ; 255 • Hosts válidos: Para cada subred, las direcciones entre la dirección de subred y la de broadcast => 1-30 ; 33-62 ; 65-94 ; 97-126 ; 129-158 ; 161-190 ; 193-222 ; 225-254 IP Subnet-zero: Comando que permite utilizar la primera y última subred en el diseño de la red. Sin él no se podrían utilizar las subredes 0 y 224 en este caso. Hay que estar atento si piden no utilizar este comando. En el siguiente cuadro, se muestra que está habilitado. x = # bits enmascarados y = # bits no enmascarados Rocío Olavarría González

Subnetting Class CAddresses Rocío Olavarría González

Variable Length Subnet Masks(VLSMs) Definición: Configuración de subredes utilizando distintas máscaras de subred para las diferentes interfaces de un router. • Se utiliza en classlessnetworks • Configurar este tipo de redes permite ahorrar mucho espacio en direcciones IP. Rocío Olavarría González

Variable Length Subnet Masks(VLSMs) Classful Network típico: Network address: 192.168.10.0 Máscara de subred: 255.255.255.240 (/28) • N° Subredes: 16 • N° hosts por subred: 14 Subredes válidas: 0 ; 16; 32; 48; … ; 240 Rocío Olavarría González

Variable Length Subnet Masks(VLSMs) Diseño VLMS: /30 => 2 hosts /29 => 6 hosts /28 => 14 hosts /27 => 30 hosts Rocío Olavarría González

Variable Length Subnet Masks(VLSMs) Implementación VLMS: Ejemplo: 192.168.10.0 La dirección asignada a la subred debe ser múltiplo del bloque correspondiente!! Dato: Para determinar la máscara de subred apropiada, se debe encontrar la potencia de 2 más cerca y mayor a (#hosts +2). Ese cálculo entrega los y bits que no pueden estar enmascarados. La máscara es /(32-y). Rocío Olavarría González

Variable Length Subnet Masks(VLSMs) Ejemplo (cont): 16 16 64 32 16 16 64 16 4 4 4 Rocío Olavarría González

Summarization “Summarization” o también “routeaggregation”: Con una sola dirección IP permite representar dos o más IP networks. Hace posible que los protocolos de ruteo reporten muchas redes, como una sola. Esto sirve para reducir el tamaño de las tablas de ruteo, ahorrando memoria en el router; y para agilizar el proceso, reduciendo el tiempo de búsqueda de un camino a una red remota. Para implementarlo se debe utilizar el mismo concepto de bloques y máscaras de subred aprendido en subnetting. Al hacer summarization se representan varias redes con la dirección de la primera y una máscara, que es consistente con el número de redes que se están resumiendo (tamaño del bloque) su dirección. Rocío Olavarría González

Summarization Ejemplo 1: Resumir las direcciones de redes de clase C, desde 192.168.16.0 hasta 192.168.31.0 Solución: Son 16 direcciones en total, que se pueden incorporar en un bloque de 16. La máscara que tiene un bloque de tamaño 16 es 240. Como el octeto que cambia con las distintas redes es el tercero, la mascara de resumen es 255.255.240.0. La dirección de red que se utiliza para reportar las direcciones resumidas es la primera: 192.168.16.0. Esto es consistente con la máscara, pues el tamaño del bloque es 16 = 256-240, y por lo tanto las redes permitidas son 0, 16, 32, 48, … , 240. Ejemplo 2: Resumir las direcciones desde 172.16.32.0 hasta 172.16.50.0 Solución: Resumir solo desde 172.16.32.0 hasta 172.16.47.0 con máscara 255.255.240.0, y dejar las otras sin resumir. ERROR, No hacer esto: Resumir todas las direcciones con máscara 255.255.224.0 (bloque de 32). Esto abarcaría hasta la dirección 172.16.63.0, lo que puede ser un problema porque pueden aparecer direcciones resumidas que no existen. Rocío Olavarría González

Troubleshooting IP Addressing Cuando se presenta un problema: • Se debe diagnosticar que lo está causando y por qué • Se debe solucionar el problema en una red IP, ya sea • de forma presencial o remota TroubleshootingSteps (según Cisco): Problema: El host no se puede conectar a un servidor remoto Desde una ventana DOS en Windows: • C:\>ping 127.0.0.1 : Se realiza diagnóstico o loopback test para verificar que el stack IP esté inicializado. Si la prueba no es exitosa se tiene una falla a nivel de stack IP y se debe reinstalar TCP/IP en el host. • C:\> ping 172.16.10.2 : Se realiza un ping a la dirección del host dentro de la red para verificar que la NIC esté funcionando. Si la prueba no es satisfactoria se tiene un problema con la NIC; si todo salió bien no significa que un cable está conectado a la NIC sino que el stack IP se en el host se puede comunicar con la NIC (por medio del controlador LAN). • C:\> ping 172.16.10.1 : Se realiza un ping al gateway (router). Si es exitoso, la NIC esta conectada a la red y se puede comunicar dentro de la red local. Si falla se tiene un problema físico de red, que está entre la NIC y el router. • C:\> ping 172.16.20.2 : Si los pasos anteriores salieron bien, se hace un ping al servidor remoto. Si funciona, existe comunicación IP entre el host local y el servidor remoto; esto implica que la red física remota está funcionando. Si este falla, lo más probable es que haya un problema físico de red. Se debe ir al servidor y realizar los 3 pasos anteriores hasta que se encuentre la causa del problema. • Si los 4 pasos anteriores no arrojaron problemas, y estos persisten, seguramente se tiene un problema de resolución de nombre y se debe revisar la configuración DNS. Rocío Olavarría González

Troubleshooting IP Addressing Comandos DOS desde un PC o un router Cisco • Estos comandos hacen los mismo pero son implementados de forma distinta • ping (PacketInterNetGroper): Usa ICMP echo request para determinar si un host remoto está activo o no, retardo del viaje de ida y vuelta (round-trip) y pérdida de paquetes. • traceroute: (No funciona desde DOS) Muestra la lista de routers por los que debe pasar un paquete para llegar a su destino, usando TTL timeouts y mensajes de error ICMP. • tracert: Igual a traceroute, pero es comando Microsoft Windows. • arp -a: Muestra el mapeo de direcciones IP-a-MAC en un PC con Windows. • show iparp: Mismo comando anterior, pero para implementarlo en un router Cisco. • ipconfig /all: Entrega la configuración del PC en un DOS prompt. Rocío Olavarría González

Detección de Problemas en lasDirecciones IP Problema: • Dispositivos de red configurados con la dirección IP, máscara de subred o “default” gateway, errónea. • Para determinar y solucionar los problemas de configuración de direcciones IP: • Dibujar la red y el esquema de direccionamiento IP • Verificar la asignación de direcciones IP en los hosts, la máscara de subred y la dirección del default gateway • Ejemplo: • Escenario: Usuario de LAN “Sales” no se puede conectar al Servidor B • Máscara de subred: /29 => 255.255.255.248 • Bloque: 256 – 248 = 8 • Subredes: Múltiplos de 8 • Sales: subred 24 => Hosts: 25 – 30 ; Broadcast: 31 • Marketing : subred 80 => Hosts: 81 – 86 ; Broadcast: 87 • WAN: subred 40 => Hosts: 41 – 46 ; Broadcast: 47 • Servidor B mal configurado: tiene asignado dirección de • broadcast. Su dirección IP debería estar entre 192.168.1.82 y • 192.168.1.86 Rocío Olavarría González

Asignación de Direcciones IP a los Hosts de una Red Pasos: • En base a las máscara de subred determinar los rangos de direcciones válidas para asignar a los hosts • Al router se le asigna la primera dirección disponible • Al servidor se le asigna la última dirección disponible • Ejemplo: • Escenario: Dos subredes con máscaras de subred distintas • Subred A: • Máscara de subred: /26 => 255.255.255.192 • Bloque: 256 – 192 = 64 • Subredes: Múltiplos de 64 => 64 • Hasta 62 hosts • Subred B: • Máscara de subred: /28 => 255.255.255.240 • Bloque: 256 – 240 = 16 • Subredes: Múltiplos de 16 => 32 • Hasta 14 hosts Rocío Olavarría González

Conceptos Importantes para CCNA Acordarse de los pasos para construir una subred: • Determinar el tamaño del bloque (256 – subnetmask) • Precisar las direcciones de subred y broadcast (número antes de la proxima subred) • Direcciones de hosts: entre dirección de subred y broadcast Entender los distintos tamaños de bloques • Los bloques válidos siempre son 4, 8, 16, 32, 64, 128, etc. Recordar los 4 pasos de diagnóstico • ping a la dirección de loopback • ping a la NIC • ping a la gateway por defecto • ping a el dispositivo remoto Descubrir y solucionar problemas de direccionamiento IP • Dibujar la red y el esquema de direccionamiento IP • Verificar la asignación de direcciones IP en los hosts, la máscara de subred y la dirección del default gateway Entender los pasos de troubleshooting que se pueden implementar en el host y en los routers Cisco • ping • traceroute(Cisco) / tracert(DOS prompt) • arp –a (DOS prompt) /show iparp(Cisco) • ipconfig /all (DOS prompt) Rocío Olavarría González

¿Preguntas?¿Comentarios? Rocío Olavarría González

Anexo:Comandos útiles Rocío Olavarría González

ping Syntax PING [options] destination_host Options -wtimeoutTimeout in milliseconds to wait for each reply. -iTTL Time To Live. -v TOS Type Of Service. -a Resolve addresses to hostnames. -ncount Number of echo requests to send. -t Ping the destination host until interrupted. -l size Send buffer size. -f Set Don't Fragment flag in packet. -rcount Record route for count hops. -scount Timestamp for count hops. -jhost_list Loose source route along host_list. -k host_list Strict source route along host_list. destination_host The name of the remote host Rocío Olavarría González

tracert Syntax TRACERT [options] target_name Options -d Do not resolve addresses to hostnames. (avoids performing a DNS lookup) -h max-hops Maximum number of hops to search for target.(default=30) -j host-list Trace route along given host-list. up to 9 hosts in dotted decimal notation, separated by spaces. -w timeout Wait timeout milliseconds for each reply. target_name The HTTP or UNC name of the host Rocío Olavarría González

ARP Syntax View the contents of the local ARP cache table ARP -a [ip_addr] [-N if_addr] Add a static Arp entry for frequent accessed hosts ARP -s ip_addreth_addr [if_addr] Delete an entry ARP -d ip_addr [if_addr] Options -a Display current ARP entries. May include more than one network interface. If ip_addr is specified, the IP and Physical addresses for only the specified computer are displayed. -g Same as -a. -N if_addr Display the ARP entries for the network interface specified by if_addr. -d ip_addr Delete the host specified by ip_addr. -d * will delete all hosts. -s Add the host and associates the Internet address ip_addr with the Physical address eth_addr. The Physical address is given as 6 hexadecimal bytes separated by hyphens. The entry is permanent. eth_addr Specifies a physical address. if_addr If present, this specifies the Internet address of the interface whose address translation table should be modified. If not present, the first applicable interface will be used. Rocío Olavarría González

ipconfig Syntax IPCONFIG /allDisplay full configurationinformation. IPCONFIG /release [adapter] Releasethe IP addressforthespecifiedadapter. IPCONFIG /renew [adapter] Renewthe IP addressforthespecifiedadapter. IPCONFIG /flushdnsPurgethe DNS Resolver cache. IPCONFIG /registerdnsRefreshall DHCP leases and re-register DNS names. IPCONFIG /displaydnsDisplaythecontents of the DNS Resolver Cache. IPCONFIG /showclassidadapterDisplayallthe DHCP classIDsallowedforadapter. IPCONFIG /setclassidadapter [classid] Modifythedhcpclass id. If the Adapter name contains spaces, use quotes: "Adapter Name"wildcard characters * and ? allowed Rocío Olavarría González

traceroute Syntax traceroute [vrfvrf-name | topology topology-name] [protocol] destination Options vrfvrf-name: (Optional) Specifies the name of a Virtual Private Network (VPN) routing and forwarding (VRF) instance table in which to find the destination address. The only keyword that you can select for the protocol argument when you use the vrfvrf-name keyword-argument pair is the ip keyword. topologytopology-name: (Optional) Specifies the name of the topology instance. The topology-name argument is case-sensitive; "VOICE" and "voice" specify different topologies. protocol : (Optional) Protocol keyword, either appletalk, clns, ip, ipv6, ipx, oldvines, or vines. When not specified, the protocol argument is based on an examination by the software of the format of the destination argument. The default protocol is IP. destination: (Optional in privileged EXEC mode; required in user EXEC mode) The destination address or hostname for which you want to trace the route. The software determines the default parameters for the appropriate protocol and the tracing action begins. Rocío Olavarría González

show iparp Syntax show iparp[ip-address] [host-name] [mac-address] [interface type number] Description ip-address: (Optional) ARP entries matching this IP address are displayed. host-name: (Optional) Host name. mac-address: (Optional) 48-bit MAC address. interface type number: (Optional) ARP entries learned via this interface type and number are displayed. Rocío Olavarría González

Subnetting , Variable Length Subnet Masks ( VLSMs ), y TCP/IP Troubleshooting