Capítulo 16: Configuración del switch
Los switches se usan para conectar varios dispositivos en la misma red. En una red diseñada correctamente, los switches LAN son responsables de controlar el flujo de datos en la capa de acceso y de dirigirlo a los recursos conectados en red.
Los switches de Cisco son de configuración automática y no necesitan ninguna configuración adicional para comenzar a funcionar. Sin embargo, los switches Cisco ejecutan Cisco IOS y se pueden configurar manualmente para satisfacer mejor las necesidades de la red. Esto incluye el ajuste de los requisitos de velocidad, de ancho de banda y de seguridad de los puertos.
Además, los switches Cisco se pueden administrar de manera local y remota. Para administrar un switch de forma remota, este se debe configurar con una dirección IP y un gateway predeterminado. Estos son solo dos de los parámetros de configuración que se analizan en este capítulo.
Los switches funcionan en lugares de la capa de acceso donde los dispositivos de red cliente se conectan directamente a la red y donde los departamentos de TI quieren que los usuarios accedan de forma simple a esta. Es una de las áreas más vulnerables de la red, ya que está muy expuesta al usuario. Los switches se deben configurar para que sean resistentes a los ataques de todo tipo y, al mismo tiempo, protejan los datos de los usuarios y permitan que haya conexiones de alta velocidad. La seguridad de puertos es una de las características de seguridad que proporcionan los switches administrados por Cisco.
En este capítulo, se analizan algunas de las opciones de configuración básica de switch que se requieren para mantener un entorno LAN conmutado seguro y disponible.
Secuencia de arranque de un switch
Una vez que se enciende el switch Cisco, lleva a cabo la siguiente secuencia de arranque:
1. Primero, el switch carga un programa de autodiagnóstico al encender (POST) almacenado en la memoria ROM. El POST verifica el subsistema de la CPU. Este comprueba la CPU, la memoria DRAM y la parte del dispositivo flash que integra el sistema de archivos flash.
2. A continuación, el switch carga el software del cargador de arranque. El cargador de arranque es un pequeño programa almacenado en la memoria ROM que se ejecuta inmediatamente después de que el POST se completa correctamente.
3. El cargador de arranque lleva a cabo la inicialización de la CPU de bajo nivel. Inicializa los registros de la CPU, que controlan dónde está asignada la memoria física, la cantidad de memoria y su velocidad.
4. El cargador de arranque inicia el sistema de archivos flash en la placa del sistema.
5. Por último, el cargador de arranque localiza y carga una imagen de software del sistema operativo de IOS en la memoria y delega el control del switch a IOS.
El cargador de arranque busca la imagen de Cisco IOS en el switch de la siguiente manera: el switch intenta arrancar automáticamente mediante la información de la variable de entorno BOOT. Si no se establece esta variable, el switch intenta cargar y ejecutar el primer archivo ejecutable que puede mediante una búsqueda recursiva y en profundidad en todo el sistema de archivos flash. Cuando se realiza una búsqueda en profundidad de un directorio, se analiza por completo cada subdirectorio que se encuentra antes de continuar la búsqueda en el directorio original. En los switches de la serie Catalyst 2960, el archivo de imagen generalmente se encuentra en un directorio que tiene el mismo nombre que el archivo de imagen (excepto la extensión de archivo .bin).
Luego, el sistema operativo IOS inicia las interfaces mediante los comandos del IOS de Cisco que se encuentran en el archivo de configuración de arranque, que se almacena en NVRAM.
En la ilustración, la variable de entorno BOOT se establece con el comando boot system del modo de configuración global. Observe que el IOS se ubica en una carpeta distinta y que se especifica la ruta de la carpeta. Use el comando show boot para ver la configuración actual del archivo de arranque de IOS.
Recuperación tras un bloqueo del sistema
El cargador de arranque proporciona acceso al switch si no se puede usar el sistema operativo debido a la falta de archivos de sistema o al daño de estos. El cargador de arranque tiene una línea de comandos que proporciona acceso a los archivos almacenados en la memoria flash.
Se puede acceder al cargador de arranque mediante una conexión de consola con los siguientes pasos:
Paso 1: Conecte una computadora al puerto de consola del switch con un cable de consola. Configure el software de emulación de terminal para conectarse al switch.
Paso 2: Desconecte el cable de alimentación del switch.
Paso 3: Vuelva a conectar el cable de alimentación al switch, espere 15 segundos y, a continuación, presione y mantenga presionado el botón Mode (Modo) mientras el LED del sistema sigue parpadeando con luz verde.
Paso 4: Continúe oprimiendo el botón Modo hasta que el LED del sistema se torne ámbar por un breve instante y luego verde, después suelte el botón Modo.
Paso 5: Aparece la petición de entrada switch: del cargador de arranque en el software de emulación de terminal en la computadora.
La línea de comandos de boot loader admite comandos para formatear el sistema de archivos flash, volver a instalar el software del sistema operativo y recuperar una contraseña perdida u olvidada. Por ejemplo, el comando dir se puede usar para ver una lista de archivos dentro de un directorio específico.
Nota: observe que, en este ejemplo, el IOS se ubica en la raíz de la carpeta de la memoria flash.
Indicadores LED de los switches
Los switches Cisco Catalyst tienen varios indicadores luminosos LED de estado. Puede usar los LED del switch para controlar rápidamente la actividad y el rendimiento del switch. Los diferentes modelos y conjuntos de características de los switches tienen diferentes LED, y la ubicación de estos en el panel frontal del switch también puede variar.
En la ilustración, se muestran los LED y el botón Mode de un switch Cisco Catalyst 2960. El botón Mode se utiliza para alternar entre el estado del puerto, el modo dúplex del puerto, la velocidad del puerto y el estado de alimentación por Ethernet (PoE [si se admite]) de los LED del puerto. A continuación, se describe el propósito de los indicadores LED y el significado de los colores:
- LED del sistema: muestra si el sistema recibe alimentación y funciona correctamente. Si el LED está apagado, significa que el sistema no está encendido. Si el LED es de color verde, el sistema funciona normalmente. Si el LED es de color ámbar, el sistema recibe alimentación pero no funciona correctamente.
- LED del sistema de alimentación redundante (RPS): muestra el estado del RPS. Si el LED está apagado, el RPS está apagado o no está conectado correctamente. Si el LED es de color verde, el RPS está conectado y listo para proporcionar alimentación de respaldo. Si el LED parpadea y es de color verde, el RPS está conectado pero no está disponible porque está proporcionando alimentación a otro dispositivo. Si el LED es de color ámbar, el RPS está en modo de reserva o presenta una falla. Si el LED parpadea y es de color ámbar, la fuente de alimentación interna del switch presenta una falla, y el RPS está proporcionando alimentación.
- LED de estado del puerto: cuando el LED es de color verde, indica que se seleccionó el modo de estado del puerto. Este es el modo predeterminado. Al seleccionarlo, los indicadores LED del puerto muestran colores con diferentes significados. Si el LED está apagado, no hay enlace, o el puerto estaba administrativamente inactivo. Si el LED es de color verde, hay un enlace presente. Si el LED parpadea y es de color verde, hay actividad, y el puerto está enviando o recibiendo datos. Si el LED alterna entre verde y ámbar, hay una falla en el enlace. Si el LED es de color ámbar, el puerto está bloqueado para asegurar que no haya un bucle en el dominio de reenvío y no reenvía datos (normalmente, los puertos permanecen en este estado durante los primeros 30 segundos posteriores a su activación). Si el LED parpadea y es de color ámbar, el puerto está bloqueado para evitar un posible bucle en el dominio de reenvío.
- LED de modo dúplex del puerto: cuando el LED es de color verde, indica que se seleccionó el modo dúplex del puerto. Al seleccionarlo, los LED del puerto que están apagados están en modo semidúplex. Si el LED del puerto es de color verde, el puerto está en modo dúplex completo.
- LED de velocidad del puerto: indica que se seleccionó el modo de velocidad del puerto. Al seleccionarlo, los indicadores LED del puerto muestran colores con diferentes significados. Si el LED está apagado, el puerto funciona a 10 Mb/s. Si el LED es de color verde, el puerto funciona a 100 Mb/s. Si el LED parpadea y es de color verde, el puerto funciona a 1000 Mb/s.
- LED de modo de alimentación por Ethernet: si se admite alimentación por Ethernet, hay un LED de modo de PoE. Si el LED está apagado, indica que no se seleccionó el modo de alimentación por Ethernet, que a ninguno de los puertos se le negó el suministro de alimentación y ninguno presenta fallas. Si el LED parpadea y es de color ámbar, no se seleccionó el modo de alimentación por Ethernet, pero al menos a uno de los puertos se le negó el suministro de alimentación o uno de ellos presenta una falla de alimentación por Ethernet. Si el LED es de color verde, indica que se seleccionó el modo de alimentación por Ethernet, y los LED del puerto muestran colores con diferentes significados. Si el LED del puerto está apagado, la alimentación por Ethernet está desactivada. Si el LED del puerto es de color verde, la alimentación por Ethernet está activada. Si el LED del puerto alterna entre verde y ámbar, se niega la alimentación por Ethernet, ya que, si se suministra energía al dispositivo alimentado, se excede la capacidad de alimentación del switch. Si el LED parpadea y es de color ámbar, la alimentación por Ethernet está desactivada debido a una falla. Si el LED es de color ámbar, se inhabilitó la alimentación por Ethernet para el puerto.
Preparación para la administración básica de un switch
Para el acceso a la administración remota de un switch, este se debe configurar con una dirección IP y una máscara de subred. Recuerde que para administrar un switch desde una red remota, se lo debe configurar con un gateway predeterminado. Este es un proceso muy similar a la configuración de la información de dirección IP en los dispositivos host. En la ilustración, se debe asignar una dirección IP a la interfaz virtual del switch (SVI) de S1. La SVI es una interfaz virtual, no un puerto físico del switch.
SVI es un concepto relacionado con las VLAN. Las VLAN son grupos lógicos numerados a los que se pueden asignar puertos físicos. Los parámetros de configuración aplicados a una VLAN también se aplican a todos los puertos asignados a esa VLAN.
De manera predeterminada, el switch está configurado para que el control de la administración del switch se realice mediante la VLAN 1. Todos los puertos se asignan a la VLAN 1 de manera predeterminada. Por motivos de seguridad, se recomienda usar una VLAN de administración distinta de la VLAN 1.
Tenga en cuenta que el propósito de esta configuración IP es solamente obtener acceso a la administración remota del switch; la configuración IP no permite que el switch enrute paquetes de capa 3.
Configuración del acceso a la administración básica de un switch con IPv4
Paso 1: Configuración de la interfaz de administración
Se configura una dirección IPv4 y una máscara de subred en la SVI de administración del switch desde el modo de configuración de interfaz VLAN. El comando interface vlan 99 se usa para ingresar al modo de configuración de interfaz. Para configurar la dirección IPv4, se usa el comando ip address. El comando no shutdown habilita la interfaz. En este ejemplo, la VLAN 99 se configuró con la dirección IPv4 172.17.99.11.
La SVI para la VLAN 99 no se muestra como “up/up” hasta que se cree la VLAN 99 y haya un dispositivo conectado a un puerto del switch asociado a la VLAN 99. Para crear una VLAN con la id_de_vlan 99 y asociarla a una interfaz, use los siguientes comandos:
S1(config)#
vlan
id_de_vlan
S1(config-vlan)#
name
nombre_de_vlan
S1(config-vlan)#
exit
S1(config)#
interfaz
id_de_interfaz
S1(config-if)#
switchport access vlan
id_de_vlan
Paso 2: Configuración del gateway predeterminado
Si el switch se va a administrar de forma remota desde redes que no están conectadas directamente, se debe configurar con un gateway predeterminado. El gateway predeterminado es el router al que está conectado el switch. El switch reenvía los paquetes IP con direcciones IP de destino fuera de la red local al gateway predeterminado. R1 es el gateway predeterminado para S1. La interfaz en R1 conectada al switch tiene la dirección IPv4 172.17.99.1. Esta es la dirección de gateway predeterminado para S1.
Para configurar el gateway predeterminado del switch, use el comando ip default-gateway. Introduzca la dirección IPv4 del gateway predeterminado. El gateway predeterminado es la dirección IPv4 de la interfaz del router a la que está conectado el switch. Use el comando copy running-config startup-config para realizar una copia de seguridad de la configuración.
Paso 3: Verificar la configuración
El comando show ip interface brief es útil para determinar el estado de las interfaces virtuales y físicas. El resultado que se muestra confirma que la interfaz VLAN 99 se ha configurado con una dirección IPv4 y una máscara de subred.
Comunicación dúplex
En la ilustración, se muestra la comunicación en dúplex completo y semidúplex.
La comunicación en dúplex completo mejora el rendimiento de una LAN conmutada. La comunicación en dúplex completo aumenta el ancho de banda eficaz al permitir que ambos extremos de una conexión transmitan y reciban datos simultáneamente. Esto también se conoce como comunicación bidireccional. Este método de optimización de rendimiento de la red requiere microsegmentación. Las LAN microsegmentadas se crean cuando un puerto de switch tiene solo un dispositivo conectado y funciona en modo dúplex completo. Cuando un puerto de switch opera en modo dúplex completo, no hay dominio de colisión conectado al puerto.
A diferencia de la comunicación en dúplex completo, la comunicación en semidúplex es unidireccional. El envío y la recepción de datos no ocurren al mismo tiempo. La comunicación en semidúplex genera problemas de rendimiento debido a que los datos fluyen en una sola dirección por vez, lo que a menudo provoca colisiones. Las conexiones semidúplex suelen verse en los dispositivos de hardware más antiguos, como los hubs. La comunicación en dúplex completo reemplazó a la semidúplex en la mayoría del hardware.
Las NIC Gigabit Ethernet y de 10 Gb requieren conexiones dúplex completo para funcionar. En el modo dúplex completo, el circuito de detección de colisiones de la NIC se encuentra inhabilitado. Las tramas enviadas por los dos dispositivos conectados no pueden colisionar, dado que estos utilizan dos circuitos independientes en el cable de red. Las conexiones dúplex completo requieren un switch que admita la configuración dúplex completo o una conexión directa entre dos dispositivos mediante un cable Ethernet.
En general, la eficacia de una configuración Ethernet compartida estándar basada en hubs es del 50% al 60% del ancho de banda indicado. Dúplex completo ofrece el 100% de eficacia en ambas direcciones (transmisión y recepción). Como resultado, se obtiene un uso potencial del 200% del ancho de banda indicado.
Configuración de puertos de switch en la capa física
Dúplex y velocidad
Los puertos de switch se pueden configurar manualmente con parámetros específicos de dúplex y de velocidad. Use el comando duplex del modo de configuración de interfaz para especificar manualmente el modo dúplex de un puerto de switch. Use el comando speed del modo de configuración de interfaz para especificar manualmente la velocidad de un puerto de switch. El puerto F0/1 de los switches S1 y S2 se configura manualmente con la palabra clave full para el comando duplex y la palabra clave 100 para el comando speed.
La configuración predeterminada de dúplex y velocidad para los puertos de switch en los switches Cisco Catalyst 2960 y 3560 es automática. Los puertos 10/100/1000 funcionan en el modo semidúplex o dúplex completo cuando se establecen en 10 Mb/s o 100 Mb/s, pero solo funcionan en el modo dúplex completo cuando se establecen en 1000 Mb/s (1 Gb/s). La autonegociación es útil cuando se desconoce la configuración de dúplex y de velocidad del dispositivo que se conecta al puerto o cuando es posible que dicha configuración cambie. Al conectarse a dispositivos conocidos, como servidores, estaciones de trabajo dedicadas o dispositivos de red, se recomienda establecer manualmente la configuración de dúplex y de velocidad.
Cuando se realiza la resolución de problemas de puertos de switch, se debe verificar la configuración de dúplex y de velocidad.
Nota: si la configuración para el modo dúplex y la velocidad de puertos del switch presenta incompatibilidades, se pueden producir problemas de conectividad. Una falla de autonegociación provoca incompatibilidades en la configuración.
Todos los puertos de fibra óptica, como los puertos 1000BASE-SX, solo funcionan a una velocidad predefinida y siempre son dúplex completo.
Auto-MDIX
Hasta hace poco, se requerían determinados tipos de cable (cruzado o directo) para conectar dispositivos. Las conexiones switch a switch o switch a router requerían el uso de diferentes cables Ethernet. Mediante el uso de la característica automática de conexión cruzada de interfaz dependiente del medio (auto-MDIX) en una interfaz, se elimina este problema. Al habilitar la característica auto-MDIX, la interfaz detecta automáticamente el tipo de conexión de cable requerido (directo o cruzado) y configura la conexión conforme a esa información. Al conectarse a los switches sin la función auto-MDIX, los cables directos deben utilizarse para conectar a dispositivos como servidores, estaciones de trabajo o routers. Los cables cruzados se deben utilizar para conectarse a otros switches o repetidores.
Con la característica auto-MDIX habilitada, se puede usar cualquier tipo de cable para conectarse a otros dispositivos, y la interfaz se ajusta de manera automática para proporcionar comunicaciones satisfactorias. En los switches Cisco más modernos, el comando del modo de configuración de interfaz mdix auto habilita la característica. Cuando se usa auto-MDIX en una interfaz, la velocidad y el modo dúplex de la interfaz se deben establecer en auto para que la característica funcione correctamente.
Nota: la característica auto-MDIX está habilitada de manera predeterminada en los switches Catalyst 2960 y Catalyst 3560, pero no está disponible en los switches más antiguos Catalyst 2950 y Catalyst 3550.
Para examinar la configuración de auto-MDIX de una interfaz específica, use el comando show controllers ethernet-controller con la palabra clave phy. Para limitar los resultados a las líneas que se refieren a auto-MDIX, use el filtro include Auto-MDIX. Como se muestra en la figura 2, el resultado indica On (Habilitada) u Off (Deshabilitada) para la característica.
Verificación de la configuración de puertos de un switch
se describen algunas de las opciones del comando show que son útiles para verificar las características configurables comunes de un switch.
Se muestra un resultado abreviado del comando show running-config. Use este comando para verificar que el switch se haya configurado correctamente. Como se observa en el resultado de S1, se muestra cierta información importante:
- Interfaz Fast Ethernet 0/18 configurada con la VLAN 99 de administración
- VLAN 99 configurada con la dirección IPv4 172.17.99.11 255.255.255.0
- Gateway predeterminado establecido en 172.17.99.1
El comando show interfaces es otro comando de uso frecuente que muestra información estadística y de estado sobre las interfaces de red del switch. El comando show interfaces se usa habitualmente cuando se configuran y se controlan los dispositivos de red.
En la primera línea de la ilustración, se indica que la interfaz FastEthernet 0/18 está “up/up”, lo que significa que está en funcionamiento. Más abajo en el resultado, se muestra que el modo dúplex es full (completo) y la velocidad es de 100 Mb/s.
Problemas de la capa de acceso a la red
El resultado del comando show interfaces se puede usar para detectar problemas frecuentes de los medios. Una de las partes más importantes de este resultado es la visualización del estado del protocolo de línea y de enlace de datos, se indica la línea de resumen para revisar el estado de una interfaz.
El primer parámetro (FastEthernet0/1 is up) se refiere a la capa de hardware e indica si la interfaz está recibiendo una señal de detección de portadora. El segundo parámetro (line protocol is up) se refiere a la capa de enlace de datos e indica si se reciben los keepalives del protocolo de capa de enlace de datos.
Sobre la base del resultado del comando show interfaces, los posibles problemas se pueden reparar de la siguiente manera:
- Si la interfaz está activa y el protocolo de línea está inactivo, hay un problema. Puede haber una incompatibilidad en el tipo de encapsulación, la interfaz en el otro extremo puede estar inhabilitada por errores o puede haber un problema de hardware.
- Si el protocolo de línea y la interfaz están inactivos, hay un cable que no está conectado o existe algún otro problema de interfaz. Por ejemplo, en una conexión directa, el otro extremo de la conexión puede estar administrativamente inactivo.
- Si la interfaz se encuentra administrativamente inactiva, se inhabilitó manualmente en la configuración activa (se emitió el comando shutdown).
Algunos errores de medios no son lo suficientemente graves para provocar una falla en el circuito, pero sí provocan problemas en el rendimiento de la red. se explican algunos de estos errores frecuentes, los cuales se pueden detectar mediante el comando show interfaces.
“Input errors” indica la suma de todos los errores en los datagramas que se recibieron en la interfaz que se analiza. Estos incluyen los recuentos de fragmentos de colisión, de fragmentos gigantes, de los que no están almacenados en buffer, de CRC, de tramas, de saturación y de ignorados. Los errores de entrada que se informan con el comando show interfaces incluyen lo siguiente:
- Runt frames: las tramas de Ethernet más cortas que la longitud mínima permitida de 64 bytes se denominan “runt frames” (fragmentos de colisión). La NIC en mal funcionamiento son la causa habitual de las tramas excesivas de fragmentos de colisión, pero también pueden deberse a colisiones.
- Giants: las tramas Ethernet más grandes que el tamaño máximo permitido se denominan gigantes.
- Errores de CRC: en las interfaces Ethernet y seriales, los errores de CRC generalmente indican que hay errores en los medios o en los cables. Las causas más comunes incluyen interferencia eléctrica, conexiones flojas o dañadas o cableado incorrecto. Si aparecen muchos errores de CRC, hay demasiado ruido en el enlace, y se debe examinar el cable. También se deben buscar y eliminar las fuentes de ruido.
“Output errors” es la suma de todos los errores que impiden la transmisión final de los datagramas por la interfaz que se analiza. Los errores de salida que se informan con el comando show interfaces incluyen lo siguiente:
- Collisions: las colisiones en las operaciones en semidúplex son normales. Sin embargo, nunca debe observar colisiones en una interfaz configurada para la comunicación en dúplex completo.
- Late collisions: las colisiones tardías se refieren a las colisiones que ocurren después de que se transmitieron 512 bits de la trama. La longitud excesiva de los cables es la causa más frecuente de las colisiones tardías. Otra causa frecuente es la configuración incorrecta de dúplex. Por ejemplo, el extremo de una conexión puede estar configurado para dúplex completo y el otro para semidúplex. Las colisiones tardías se verían en la interfaz que está configurada para semidúplex. En ese caso, debe configurar los mismos parámetros de dúplex en ambos extremos. Una red diseñada y configurada correctamente nunca debería tener colisiones tardías.
Resolución de problemas de la capa de acceso a la red
La mayoría de los problemas que afectan a las redes conmutadas se produce durante la implementación inicial. En teoría, una vez instaladas, las redes continúan funcionando sin problemas. Sin embargo, los cables se dañan, la configuración cambia, y se conectan al switch nuevos dispositivos que requieren cambios de configuración en este. Se requiere el mantenimiento y la resolución de problemas de infraestructura de la red de forma permanente.
Para poder resolver las situaciones en las que no se cuente con una conexión o tenga una mala conexión entre un switch y otro dispositivo, siga este proceso general:
Para revisar el estado de la interfaz, use el comando show interfaces.
Si la interfaz está inactiva, realice lo siguiente:
- Verifique que se usen los cables adecuados. Además, revise los cables y los conectores para detectar daños. Si se sospecha que hay un cable defectuoso o incorrecto, reemplácelo.
- Si la interfaz continúa inactiva, el problema puede deberse a una incompatibilidad en la configuración de velocidad. En general, la velocidad de una interfaz se negocia automáticamente; por lo tanto, incluso si se configura manualmente, la interfaz que se conecta debe negociar automáticamente conforme a ello. Si se produce una incompatibilidad de velocidad debido a una configuración incorrecta o a un problema de hardware o de software, esto podría provocar que la interfaz quede inactiva. Establezca manualmente la misma velocidad en ambos extremos de la conexión si se sospecha que hay un problema.
Si la interfaz está activa pero aún hay problemas de conectividad, realice lo siguiente:
- Mediante el comando show interfaces, busque indicios de ruido excesivo. Los indicios pueden incluir un aumento en los contadores de fragmentos de colisión, de fragmentos gigantes y de errores de CRC. Si hay un exceso de ruido, primero busque el origen del ruido y, si es posible, elimínelo. Además, verifique qué tipo de cable se utiliza y que el cable no supere la longitud máxima.
- Si no hay problemas de ruido, verifique si hay un exceso de colisiones. Si hay colisiones o colisiones tardías, verifique la configuración de dúplex en ambos extremos de la conexión. Al igual que la configuración de velocidad, la configuración de dúplex por lo general se negocia automáticamente. Si parece haber una diferencia entre dúplex, configure manualmente el dúplex como full (completo) en ambos extremos de la conexión.
Funcionamiento de SSH
Shell seguro (SSH) es un protocolo que proporciona una conexión de administración segura (cifrada) a un dispositivo remoto. SSH debe reemplazar a Telnet para las conexiones de administración. Telnet es un protocolo más antiguo que usa la transmisión no segura de texto no cifrado de la autenticación de inicio de sesión (nombre de usuario y contraseña) y de los datos transmitidos entre los dispositivos que se comunican. SSH proporciona seguridad para las conexiones remotas mediante el cifrado seguro cuando se autentica un dispositivo (nombre de usuario y contraseña) y también para los datos transmitidos entre los dispositivos que se comunican. SHH se asigna al puerto TCP 22. Telnet se asigna al puerto TCP 23.
Para habilitar SSH en un switch Catalyst 2960, el switch debe usar una versión del software IOS que incluya características y capacidades criptográficas (cifradas) , use el comando show version en el switch para ver qué IOS se ejecuta actualmente en el dispositivo. Un nombre de archivo de IOS que incluye la combinación “k9” admite características y capacidades criptográficas (cifradas).
Configuración de SSH
Antes de configurar SSH, el switch debe tener configurado, como mínimo, un nombre de host único y los parámetros correctos de conectividad de red.
Paso 1: Verificar la compatibilidad con SSH
Use el comando show ip ssh para verificar que el switch admita SSH. Si el switch no ejecuta un IOS que admita características criptográficas, este comando no se reconoce.
Paso 2: Configurar el dominio IP
Configure el nombre de dominio IP de la red mediante el comando ip domain-name nombre-de-dominio comando global configuration mode. En la figura 1, el valor de nombre-de-dominio es cisco.com.
Paso 3: Generar pares de claves RSA
No todas las versiones del IOS utilizan la versión 2 de SSH de manera predeterminada, y la versión 1 de SSH tiene fallas de seguridad conocidas. Para configurar la versión 2 de SSH, emita el comando ip ssh version 2 del modo de configuración global. La creación de un par de claves RSA habilita SSH automáticamente. Use el comando crypto key generate rsa del modo de configuración global para habilitar el servidor SSH en el switch y generar un par de claves RSA. Al crear claves RSA, se solicita al administrador que introduzca una longitud de módulo. La configuración de ejemplo en la figura 1 utiliza un tamaño de módulo de 1024 bits. Una longitud de módulo mayor es más segura, pero se tarda más en generarlo y utilizarlo.
Nota: para eliminar el par de claves RSA, use el comando crypto key zeroize rsa del modo de configuración global. Después de eliminarse el par de claves RSA, el servidor SSH se deshabilita automáticamente.
Paso 4: Configurar la autenticación de usuario
El servidor SSH puede autenticar a los usuarios localmente o con un servidor de autenticación. Para usar el método de autenticación local, cree un par de nombres de usuario y contraseñas con el comando username Nombre de usuario secret Contraseña comando global configuration mode. En el ejemplo, se asignó la contraseña ccna al usuario admin.
Paso 5: Configurar las líneas vty
Habilite el protocolo SSH en las líneas vty mediante el comando transport input ssh del modo de configuración de línea. El switch Catalyst 2960 tiene líneas vty que van de 0 a 15. Esta configuración evita las conexiones que no son SSH (como Telnet) y limita al switch a que acepte solo las conexiones SSH. Use el comando line vty del modo de configuración global y, luego, el comando login local del modo de configuración de línea para requerir la autenticación local de las conexiones SSH mediante la base de datos de nombres de usuarios locales.
Paso 6: Habilitar la versión 2 de SSH
De manera predeterminada, SSH admite las versiones 1 y 2. Si se admiten ambas versiones, en el resultado de show ip ssh se muestra que se admite la versión 1.99. La versión 1 tiene vulnerabilidades conocidas. Por esta razón, se recomienda habilitar únicamente la versión 2. Habilite la versión de SSH mediante el comando de configuración global ip ssh version 2.
Use el verificador de sintaxis de la figura 2 para configurar SSH en el switch S1.
Verificación de SSH
En las computadoras se usa un cliente SSH, como PuTTY, para conectarse a un servidor SSH. Para los ejemplos de las figuras 1 a 3, se configuró lo siguiente:
- Se habilitó SSH en el switch S1.
- Interfaz VLAN 99 (SVI) con la dirección IP 172.17.99.11 en el switch S1.
- PC1 con la dirección IPv4 172.17.99.21.
Con la configuración del ejemplo anterior, se introduce el nombre de usuario admin y la contraseña ccna. Después de introducir la combinación correcta, el usuario se conecta a la CLI del switch Catalyst 2960 mediante SSH.
Para mostrar los datos de la versión y de configuración de SSH en el dispositivo que configuró como servidor SSH, use el comando show ip ssh. En el ejemplo, se habilitó la versión 2 de SSH. Para revisar las conexiones SSH al dispositivo, use el comando show ssh.
Asegurar los puertos sin utilizar
Deshabilitar puertos en desuso
Un método simple que muchos administradores usan para contribuir a la seguridad de la red ante accesos no autorizados es inhabilitar todos los puertos del switch que no se utilizan. Por ejemplo, si un switch Catalyst 2960 tiene 24 puertos y hay tres conexiones Fast Ethernet en uso, es aconsejable inhabilitar los 21 puertos que no se utilizan. Navegue hasta todos los puertos que no se utilizan y emita el comando shutdown de Cisco IOS. Si, más adelante, se debe reactivar un puerto, se puede habilitar con el comando no shutdown La figura muestra el resultado parcial para esta configuración.
Realizar cambios de configuración a varios puertos de un switch es sencillo. Si se debe configurar un rango de puertos, use el comando interface range.
Switch(config)#
interface range
escriba el módulo/primer-número – último-número
El proceso de habilitación e inhabilitación de puertos puede llevar mucho tiempo, pero mejora la seguridad de la red y vale la pena el esfuerzo.
Seguridad de puertos: funcionamiento
Seguridad de puertos
Se deben proteger todos los puertos (interfaces) del switch antes de implementar el dispositivo para la producción. Una forma de proteger los puertos es mediante la implementación de una característica denominada “seguridad de puertos”. La seguridad de puerto limita la cantidad de direcciones MAC válidas permitidas en el puerto. Se permite el acceso a las direcciones MAC de los dispositivos legítimos, mientras que otras direcciones MAC se rechazan.
La seguridad de puertos se puede configurar para permitir una o más direcciones MAC. Si la cantidad de direcciones MAC permitidas en el puerto se limita a una, solo el dispositivo con esa dirección MAC específica puede conectarse correctamente al puerto.
Si se configura un puerto como seguro y se alcanza la cantidad máxima de direcciones MAC, cualquier intento adicional de conexión de las direcciones MAC desconocidas genera una violación de seguridad. En la figura 1, se resumen estos puntos.
Tipos de direcciones MAC seguras
Existen varias maneras de configurar la seguridad de puerto. El tipo de dirección segura se basa en la configuración e incluye lo siguiente:
- Direcciones MAC seguras estáticas: son direcciones MAC que se configuran manualmente en un puerto mediante el comando switchport port-security mac-address dirección-mac (comando del modo de configuración de interfaz) Las direcciones MAC configuradas de esta forma se almacenan en la tabla de direcciones y se agregan a la configuración en ejecución del switch.
- Direcciones MAC seguras dinámicas: son direcciones MAC detectadas dinámicamente y se almacenan solamente en la tabla de direcciones. Las direcciones MAC configuradas de esta manera se eliminan cuando el switch se reinicia.
- Direcciones MAC seguras persistentes: son direcciones MAC que pueden detectarse de forma dinámica o configurarse de forma manual, y que después se almacenan en la tabla de direcciones y se agregan a la configuración en ejecución.
Direcciones MAC seguras persistentes
Para configurar una interfaz a fin de convertir las direcciones MAC detectadas dinámicamente en direcciones MAC seguras persistentes y agregarlas a la configuración en ejecución, debe habilitar el aprendizaje por persistencia. El aprendizaje por persistencia se habilita en una interfaz mediante el comando switchport port-security mac-address sticky del modo de configuración de interfaz.
Cuando se introduce este comando, el switch convierte todas las direcciones MAC detectadas dinámicamente en direcciones MAC seguras persistentes, incluso las que se detectaron dinámicamente antes de que se habilitara el aprendizaje por persistencia. Todas las direcciones MAC seguras persistentes se agregan a la tabla de direcciones y a la configuración en ejecución.
Las direcciones MAC seguras persistentes también se pueden definir manualmente. Cuando se configuran las direcciones MAC seguras persistentes con el comando de configuración de interfaz switchport port-security mac-address sticky dirección-mac todas las direcciones especificadas se agregan a la tabla de direcciones y a la configuración en ejecución.
Si se guardan las direcciones MAC seguras persistentes en el archivo de configuración de inicio, cuando el switch se reinicia o la interfaz se desactiva, la interfaz no necesita volver a aprender las direcciones. Si no se guardan las direcciones seguras persistentes, estas se pierden.
Si se inhabilita el aprendizaje por persistencia mediante el comando no switchport port-security mac-address sticky del modo de configuración de interfaz, las direcciones MAC seguras persistentes siguen formando parte de la tabla de direcciones, pero se eliminan de la configuración en ejecución.
Nota: La característica de seguridad de puertos no funciona hasta que se habilita la seguridad de puertos en la interfaz mediante el comando switchport port-security.
Seguridad de puertos: modos de violación de seguridad
Se puede configurar una interfaz para uno de tres modos de violación, con la acción específica que se debe realizar si se produce una violación. La figura muestra los tipos de tráficos de datos que se envían cuando se configura en el puerto uno de los siguientes modos de violación de seguridad.
- Protect (Proteger): cuando la cantidad de direcciones MAC seguras alcanza el límite permitido para el puerto, los paquetes con direcciones de origen desconocidas se descartan hasta que se elimine una cantidad suficiente de direcciones MAC seguras o se aumente la cantidad máxima de direcciones permitidas. No hay ninguna notificación de que se produjo una violación de seguridad.
- Restrict (Restringir): cuando la cantidad de direcciones MAC seguras alcanza el límite permitido para el puerto, los paquetes con direcciones de origen desconocidas se descartan hasta que se elimine una cantidad suficiente de direcciones MAC seguras o se aumente la cantidad máxima de direcciones permitidas. En este modo, hay una notificación de que se produjo una violación de seguridad.
- Shutdown (Desactivar): en este modo (predeterminado), una violación de seguridad de puerto produce que la interfaz se inhabilite de inmediato por errores y que se apague el LED del puerto. Aumenta el contador de violaciones. Cuando un puerto seguro está en el estado inhabilitado por errores, se lo puede sacar de este estado si se introduce el comando de modo de configuración de interfaz shutdown seguido por el comando no shutdown.
Para cambiar el modo de violación en un puerto de switch, use el comando del modo de configuración de interfaz switchport port-security violation {protect | restrict | shutdown}.
Seguridad de puertos: configuración
Observe que el ejemplo no especifica un modo de violación. En este ejemplo, el modo de violación es shutdown, el modo predeterminado.
Como se mencionó anteriormente, la cantidad máxima de direcciones MAC seguras se puede configurar de forma manual. En este ejemplo, la sintaxis del comando de Cisco IOS se utiliza para establecer en 10 la cantidad máxima de direcciones MAC para el puerto 0/19. De manera predeterminada, el modo de violación se establece en shutdown.
Seguridad de puertos: verificación
Verificar la seguridad del puerto
Después de configurar la seguridad de puertos en un switch, revise cada interfaz para verificar que la seguridad de puertos y las direcciones MAC estáticas se configuraron correctamente.
Verificar los parámetros de seguridad de puerto
Para mostrar la configuración de seguridad de puertos para el switch o la interfaz especificada, use el comando show port-security interface [id-interfaz]. El resultado de la configuración de la seguridad del puerto dinámico se muestra en la figura 1. De manera predeterminada, se permite una dirección MAC en este puerto.
El resultado que se muestra en la figura 2 muestra los valores de la configuración de seguridad del puerto persistente. La cantidad máxima de direcciones se estableció en 10, como se configuró.
Nota: la dirección MAC se identifica como sticky MAC (MAC persistente).
Las direcciones MAC persistentes se agregan a la tabla de direcciones MAC y a la configuración en ejecución. Como se muestra en la figura 3, la dirección MAC persistente de la PC2 se agregó a la configuración en ejecución para S1.
Verificar las direcciones MAC seguras
Para mostrar todas las direcciones MAC seguras configuradas en todas las interfaces del switch o en una interfaz especificada con la información de vencimiento para cada una, use el comando show port-security address. Como se muestra en la figura 4, las direcciones MAC seguras se indican junto con los tipos.
Puertos en estado de inhabilitación por errores
Cuando se configura un puerto con seguridad de puertos, una violación puede provocar que el puerto se inhabilite por errores. Cuando un puerto se inhabilita por errores, se desactiva eficazmente, y no se envía ni se recibe tráfico en ese puerto. En la consola, se muestra una serie de mensajes relacionados con la seguridad del puerto.
Nota: el estado del enlace y del protocolo del puerto cambia a down (inactivo).
El LED del puerto se apagará. El comando show interfaces identifica el estado del puerto como err-disabled (figura 2). El resultado del comando show port-security interface ahora muestra el estado del puerto como secure-shutdown. Debido a que el modo de violación de seguridad de puertos está establecido en shutdown, el puerto que experimenta la violación de seguridad pasa al estado de inhabilitación por errores.
El administrador debe determinar la causa de la violación de seguridad antes de volver a habilitar el puerto. Si hay un dispositivo no autorizado conectado a un puerto seguro, el puerto no se debe volver a habilitar hasta que se elimine la amenaza de seguridad. Para volver a habilitar el puerto, use el comando shutdown del modo de configuración de interfaz. Luego, use el comando no shutdown del modo de configuración de interfaz para que el puerto funcione.