jueves, 12 de mayo de 2022

Redes.1-Switch



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TEMAS



Para que el abordaje del tema de los switch sea más completo, este curso lo vamos a dividir en tres partes, siendo la primera la comprensión de la IP v4, en una segunda parte trataremos los relacionado a un simulado que ayude a desarrollar practicas sobre implementación y configuración de switch y al final se tratará de manera íntegra lo relacionado al Switch.

Primera Parte. La IPv4

1. Conceptos Básicos sobre IPv4

2. Matemática de redes para IP v4
  • Convertir de decimal a Binario
  • Convertir de binario a decimal
3. Las IP v4
  • Clases de IPv4
  • Mascara de subred
  • Segmento Privado de cada clase IP

Segunda parte. Simulador de Red Packet Tracer

1. Simuladores de Red

2. Simulador Packet Trecer
  • Instalación de Packet Tracer.
  • Área de trabajo de Packet tracer
  • Probando funcionamiento de Packet Tracer

Tercera Parte. El switch

1. Introducción al Switch

2. IOS del Switch
  • Modos de configuración
  • Las interfaces y/o puertos
  • Configuraciones Administrativas del IOS
3. Las VLAN
  • Introducción a las VLAN
  • Creación de VLAN
  • Puertos Troncal en las VLAN
  • Configuración VTP en Switch


Conceptos Básicos sobre IPv4


Una IP es la identificación lógica de un equipo que se encuentra conectado a una red, es decir, cada equipo tiene un ID (Identificador) que será único para ese equipo dentro la red, de manera tal que cuando un mensaje va dirigido a ese equipo, se sabe precisamente por su identificador IP. Dentro de la red los equipos se comunican usando la identificación IP y cuando van a enviar un mensaje fuera de la red local, utilizaran identificaciones IP que representan a la red local por completo. De ahí que dentro de una red vamos a tener IPs que son utilizables (las que se le asigna a cada equipo en la red local) y también las IP no utilizables, como lo es el ID de red, es la primera IP de cada red y se utilizará para representar el nombre de la red en su totalidad.

En este punto debemos vemos tener presente que una IP solo representa una parte del identificador de una red, porque la IP se hacer acompañar de otra IP especial que se denomina mascara de subred y juntas representan el identificador de un equipo en la red.

También debemos destacar que cuando la red va a conectarse con otras redes fuera de la red interna, como con Internet, vamos a tener que establecer diferencia entre IP públicas e IP privadas, pero este es un tema que vamos a tratar en otro tópico.

Hasta momento hemos hablado sobre las IP, pero ¿Cómo veo la IP de mi computador? Si es Windows en la Línea de comando (CMD) ejecutamos el comando config y con este tendrá la configuración IP tal como se presenta en la imagen.

Si se trata de Linux se hace el mismo procedimiento, pero el comando a ejecutar es ifconfig

En esta otra imagen vemos la ventana donde se está configurando la IPv4 que posee nuestro computador.

Podemos ver la IP y la máscara de Subred quienes juntos identifican la red a la que pertenece el computador.

Seguido vemos otra IP que es la puerta de enlace predeterminada, hace referencia al identificador del equipo (router) que va a direccionar los mensajes cuando estos necesiten salir de la red local.

Por últimos aparecen otras IPs que son los DNS, corresponden a los identificadores de los servidores que van a interpretar las URL cuando el mansaje va dirigido a un equipo en Internet.

Hasta ahora hemos tratado las IP y en las imágenes presentadas las podemos observar como 4 números separados por puntos.

Vamos a entender eso. Una IP está compuesta por 4 números decimales que van desde el 0 hasta el 255, cada uno de ellos. Pero ¿Por qué estos decimales no pueden ser mayor de 255?. Sencillo, estos decimales son la representación de una secuencia de bits.

Estructura de una IPv4


Una IP está compuesta por 32 bits, que a su vez se separan en 4 grupos de 8 bits. En la imagen que presenta la IP, esos números que vemos en decimal realmente son una representación en binaria de 8 bits.

Como se trata de 8 bits vamos a tener que el número binario menor que va a tener una IPv4 es el 00000000 y el número mayor en binario será el 11111111. Si estos binarios nosotros lo llevamos a decimal vamos tener que el número menor el decimal será el cero (0) y el número mayor será el 255.

Con el planteamiento sobre los límites numérico de una IP, es fácil deducir que una IP está compuesto por cuatro números decimal que van desde 0 hasta 255, si cualquier número de esos para esa barrera, entonces deja de ser una dirección IP y se convierte en una secuencia de números carente de sentido para nuestro objetivo.

Para una explicación más completa y satisfacer a aquellos que comprenden con elemento audiovisuales les dejamos un video en donde se trata todo lo planteado en este documento.

Matemáticas de Redes. IPv4


Conversión de Decimal a Binario


El método tradicional para convertir un número de decimal a binario, se toma el número decimal y divide entre 2 hasta llegar a la última división. El resultado de del binario será la secuencia de residuo que queda producto de la múltiple división.

Ejemplo: convertir el decimal 192 a binario.

Dividimos 192 entre 2, el resultado es 96 y el residuo 0. Luego seguimos con el 96
Dividimos 96 entre 2, el resultado es 48 y el residuo 0. Luego seguimos con el 48
Dividimos 48 ente 2, el resultado es 24 y el residuo 0. Luego seguimos con el 24
Dividimos 24 entre 2, el resultado es 12 y el residuo 0. Luego seguimos con el 12.
Dividimos 12 entre 2, el resultado es 6 y el residuo 0. Luego seguimos con el 6.
Dividimos 6 entre 2, el resultado es 3 y el residuo 0. Luego seguimos con el 3.
Dividimos 3 entre 2 el resultado es 1 y el residuo 1. Luego seguimos con el 1.
Dividimos 1 entre 2 el resultado es 0 y el residuo 1. Ahí hemos terminado nuestra conversión.

El binario resultante será la secuencia de residuo tomado desde la última división, lo que significa que el resultado será 11000000

Vamos a poner otro ejemplo para que quede más documentada la explicación.

Convertir de decimal a binario el 75
Dividimos 75 entre 2, el resultado es 37 y el residuo es 1
Dividimos 37 entre 2, el resultado es 18 y el residuo es 1
Dividimos 18 entre 2, el resultado es 9 y el residuo es 0
Dividimos 9 entre 2, el resultado es 4 y el residuo es 1
Dividimos 4 entre 2, el resultado es 2 y el residuo es 0
Dividimos 2 entre 2, el resultado es 1 y el residuo es 0
Dividimos 1 entre 2, el resultado es 0 y el residuo es 1. Ahí terminamos con nuestra conversión.
El resultado de nuestra conversión es la secuencia de residuo desde la última división, es decir que el resultado es: 1001011.

Como estas conversiones buscan satisfacer la estructura de una IPv4 deben contener 8 bits. Si observamos esta última conversión, solo contiene 7 bits, siempre que pase esto completamos con cero (0) en la izquierda hasta llegar a cantidad de bits que se requiere, es decir 8. Si tomamos este planteamiento como base, el resultado de la conversión anterior es: 01001011.

La conversión que hasta el momento hemos estado planteado, es la forma tradicional, es decir, como se ha hecho en la mayoría de las situaciones en que es necesario la conversión de decima a binario.

Como nuestra división siempre va a ser en base a 8 posiciones, vamos a manejar una estrategia diferente para hacer la conversión.

Vamos a utilizar esta tabla que tiene 8 posiciones y siempre que se necesite convertir de decimal a binario, se pone 1 a las posiciones de tabla cuya suma sea igual al decimal.

128 64 32 16 8 4 2 1

Ejemplo: convertir de decimal a binario en 192
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0

si sumamos 128 + 64 su resultado es 192. Lo que hicimos fue poner en 1 las posiciones cuya suma da como resultado el 92.

Para completar la explicación vamos a hacer una segunda conversión. Esta vez vamos a convertir 75 de decimal a binario, usando nuestra tabla de conversión y antes de llegar a la tabla determinamos que la suma que da 75 es 64 +8+2+1, razón por la cual en nuestra tabla las posiciones de esos números se pondrán en 1 y los demás en cero (0)
128 64 32 16 8 4 2 1
0 1 0 0 1 0 1 1

Con esta conversión hemos culminado con esta sesión, sugiriendo el último método para que la conversión le sea más simple.

Para edificar de una manera más eficiente lo planteado, dejamos un video en donde se plantea lo mismos métodos de conversión de decimal a binario que hasta el momento hemos hecho en este documento.



Conversión de Binario a Decimal



Para llevar de binario a decimal se ubican las posiciones de derecha a izquierda en base 2 y se va elevando a la potencia de manera secuencial desde cero hasta las N posición que tenga el binario.

Vamos a utilizar la siguiente imagen para presentar como se hace de manera tradicional la conversión de binario a decimal
El binario que se presenta en el ejemplo tiene 8 posiciones. Para llevarlo a decimal iniciamos desde la última posición utilizado el 2 como base, es decir 2 elevado a la cero, le sigue dos elevado a la una y así continúa hasta llegar a la última posición de la izquierda.

El resultado de cada posición se multiplica por el binario que contenga esa posición y luego se suman todos los resultados.

El resultado de todas las sumas es el decimal equivalente al binario en cuestión.

Para completar la explicación de la conversión de Binario a Decimal de la manera tradicional vamos a dejar un segundo ejemplo para que lo interpreten y lo comparen con el ejemplo anterior.



La conversión que hasta el momento hemos estado planteado, es la forma tradicional, es decir, como se ha hecho en la mayoría de las situaciones en que es necesario la conversión de binario a Decimal.

Como nuestra división siempre va a ser en base a 8 posiciones, vamos a manejar una estrategia diferente para hacer la conversión.

Vamos a utilizar esta tabla que tiene 8 posiciones y siempre que se necesite convertir de binario a decimal, se pone el binario en tabla desde la posición cero, es decir, la última de izquierda a derecha y se completa con ceros si no tiene los 8 dígitos en binario. Luego se suman las posiciones de la tabla que se encuentren en 1 y su resultado será el decimal equivalente al binario en cuestión.

128 64 32 16 8 4 2 1

Como ejemplo de conversión de Binario a Decimal, vamos a convertir el binario 1001011
128 64 32 16 8 4 2 1
1 0 0 1 0 1 1

Si observa, se han colocado los binarios en la posición correspondiente de derecha a izquierda, pero este binario solo contiene 7 posiciones, razón por la cual queda una posición sin contenido. Las posiciones que quedan vacías se completan con ceros (0) y luego se procede identificar el decimal de este binario.


128 64 32 16 8 4 2 1
0 1 0 0 1 0 1 1

Ahora sumamos la posición que está en uno (1):

64+8+2+1

Al sumar, su resultado es 75, es decir, el decimal correspondiente a este binario es el 75

Veamos otro ejemplo: Convertir a decimal el Binario: 11000000

128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0

Las posiciones en 1 son el 128 y el 64.

Sumamos la posición en 1: 128+64

Resultado: 192

El decimal equivalente al binario 11000000 es el 192

Para completar la explicación dejamos un video que resumen todo lo planteado en la documentación relacionado a la conversión de Binario a Decimal.

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