Cisco IOS

ADMINISTRACIÓN DEL SOFTWARE CISCO IOS

Un router Cisco no puede funcionar sin el sistema operativo de internetworking de Cisco (IOS). Cada router Cisco tiene una secuencia de arranque predeterminada, para ubicar y cargar el IOS. Este módulo describe las etapas y la importancia de dicha secuencia de arranque.

Los dispositivos de internetworking de Cisco requieren del uso de varios archivos para su funcionamiento. Estos incluyen las imágenes del sistema operativo de internetworking de Cisco (IOS) y los archivos de configuración. Un administrador que desee mantener una operación confiable y sin interrupciones de su red, debe poner mucha atención a estos archivos, para garantizar que se usen las versiones adecuadas y que se creen todas las copias de respaldo que sean necesarias. Este módulo también describe el sistema de archivos de Cisco y suministra herramientas para su administración eficiente.

Secuencia de arranque del router y su verificación

Etapas de la secuencia de arranque del router

El objetivo de las rutinas de arranque del software Cisco IOS es activar el funcionamiento del router. El router debe proveer un rendimiento confiable en lo que respecta a sus funciones de interconexión de redes Para lograrlo, las rutinas de inicio deben efectuar lo siguiente:

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Comprobar el hardware del router.
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Encontrar y cargar el software Cisco IOS.
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Encontrar y ejecutar los comandos de configuración, que abarcan las funciones de protocolo y las direcciones de las interfaces.

La Figura 'Cisco IOS'
ilustra la secuencia y los servicios empleados para inicializar el router.

'Cisco IOS'

Mecanismo de ubicación y carga del software Cisco IOS

La fuente predefinida del Cisco IOS depende de la plataforma de hardware, pero por lo general el router busca los comandos boot system almacenados en la NVRAM. El Cisco IOS permite varias alternativas. Se puede especificar otras fuentes del software, o el router puede usar su propia secuencia de reserva o alterna para cargarlo.

Los valores particulares del registro de configuración permiten las alternativas siguientes.

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Se puede especificar comandos boot system del modo de configuración global para introducir fuentes de reserva, a fin de que el router las utilice en forma secuencial. El router utiliza estos comandos según sea necesario, en forma secuencial, cuando arranca de nuevo.
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Si el router no encuentra comandos boot system en la NVRAM, el sistema, por defecto, usa el Cisco IOS que se encuentra en la memoria flash.
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Si no hay un servidor TFTP disponible, el router cargará una versión limitada del IOS almacenada en ROM.

Uso de los comandos boot system

Los tres ejemplos muestran valores del boot system los cuales especifican que la imagen del Cisco IOS sea cargada en primer lugar desde la memoria flash, luego desde un servidor de red y, por último, desde la ROM:

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Memoria flash: Se puede cargar una imagen del sistema desde la memoria flash..

Registro de configuración

El valor del campo de arranque del registro de configuración determina el orden en el cual el router busca la información de arranque del sistema. Los valores por defecto del registro de configuración se pueden cambiar con el comando config-register del modo de configuración global. El argumento de este comando es un número hexadecimal.

Para cambiar el campo de arranque del registro de configuración, siga estas pautas:

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Para ingresar al modo de monitor de la ROM, Este valor fija los bits del campo de arranque en 0000 binario. Arranque el sistema operativo manualmente.
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Para arrancar usando la primera imagen en memoria Flash, Este valor fija los bits del campo de arranque en 0001 binario.
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Para configurar el sistema de modo que arranque automáticamente desde la NVRAM, Estos valores fijan los bits del campo de arranque en un valor comprendido entre 0010 y 1111 binario. El uso de los comandos boot system almacenados en la NVRAM es el esquema por defecto.

Diagnóstico de fallas en el arranque del Cisco IOS

Si el router no arranca correctamente, eso puede deberse a fallas en alguno de estos elementos:

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La imagen en la flash está dañada
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Hay una falla de hardware

Descripción general del sistema de archivos del IOS

Los routers y los switches dependen de software para su funcionamiento. Se requiere de dos tipos de software: los sistemas operativos y los archivos de configuración.

El IOS se guarda en un área denominada memoria flash. La memoria flash provee almacenamiento no volátil de una imagen del IOS, la cual se puede usar como sistema operativo en el arranque. El uso de memoria flash permite la actualización del IOS, y también guardar múltiples IOS. En muchas arquitecturas de router, el IOS es copiado a la memoria RAM y se ejecuta desde allí.

Una copia del archivo de configuración se guarda en la RAM no volátil (NVRAM), para ser utilizada como configuración en el arranque. A dicha copia se le denomina "startup config" o configuración de arranque. la configuración de arranque es copiada a la RAM durante el arranque. Una vez en la RAM, es la que se pone en uso para la operación del router. Se le denomina "running config" o configuración en uso.

Convenciones de nombres del software IOS de escritorio

Cisco ha establecido una convención para identificar por nombres a las distintas versiones, de los archivos del IOS. La convención de nombres del IOS utiliza varios campos. Entre ellos podemos mencionar el de identificación de la plataforma del hardware, el de identificación de la funcionalidad y el correspondiente a la secuencia numérica.

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La primera parte del nombre del archivo del Cisco IOS identifica la plataforma de hardware para la cual ha sido desarrollado.
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La segunda parte del nombre del archivo del IOS identifica las características funcionales que brinda dicho IOS. Existen numerosas características funcionales a elegir. Dichas características se agrupan en "imágenes de software". Cada grupo de funciones contiene un subconjunto específico de las funciones del software Cisco IOS.
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La tercera parte del nombre indica el formato del archivo. Indica si el IOS se almacena en la memoria flash en formato comprimido y si se puede reubicar.
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La cuarta parte del nombre identifica numéricamente la versión del IOS. A medida que Cisco desarrolla versiones más recientes del IOS, el identificador numérico aumenta.

Administración de los archivos de configuración mediante TFTP

Se puede guardar una de estas copias de respaldo en un servidor TFTP. Para ello, se puede ejecutar el comando copy running-config tftp.

A continuación se da una lista de los pasos de este proceso:

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Ejecute el comando copy running-config tftp.
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Cuando aparezca el indicador, introduzca la dirección de IP del servidor TFTP en el cual se guardará el archivo de configuración.
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Introduzca el nombre a ser asignado al archivo de configuración o acepte el nombre por defecto.
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Confirme sus elecciones respondiendo 'yes' (sí) cada vez.

Administración de imágenes del IOS mediante TFTP

El respaldo del IOS se puede iniciar desde el modo EXEC privilegiado, mediante el comando copy flash tftp.

Se puede recargar desde el servidor el IOS en su misma versión, o una superior, con el comando copy tftp flash. De nuevo, el router le solicitará al usuario que introduzca la dirección de IP del servidor TFTP. Cuando se le solicite el nombre de archivo de la imagen del IOS en el servidor, el router puede solicitar que se borre la memoria flash. Esto sucede a menudo cuando no hay suficiente memoria flash disponible para la nueva imagen. A medida que la imagen es borrada de la memoria flash, se mostrará una serie de “e's” que indican el avance del proceso.

A medida que se descarga cada uno de los archivos de imagen del IOS, se mostrará un signo de exclamación "!". La imagen del IOS es de varios megabytes y su descarga puede tomar bastante tiempo.

La nueva imagen en la flash se debe verificar luego de la descarga. Ahora el router está listo para ser cargado de nuevo, y para utilizar la nueva imagen del IOS.

Administración de imágenes del IOS mediante Xmodem

Si la imagen del IOS de la flash se ha borrado o dañado, es posible que se deba restaurar el IOS desde el modo de monitor de la ROM (ROMmon).

Esto se hace mediante el comando boot flash:. Por ejemplo, si el nombre de la imagen es "c2600-is-mz.121-5", el comando sería:

rommon 1>boot flash:c2600-is-mz.121-5

CAPÍTULO VI

ENRUTAMIENTO Y PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO

INTRODUCCIÓN AL ENRUTAMIENTO ESTÁTICO

Introducción al enrutamiento

El enrutamiento es el proceso usado por el router para enviar paquetes a la red de destino. Un router toma decisiones en función de la dirección de IP de destino de los paquetes de datos. Cuando los routers usan enrutamiento dinámico, esta información se obtiene de otros routers. Cuando se usa enrutamiento estático, el administrador de la red configura manualmente la información acerca de las redes remotas.

Operación con rutas estáticas

Como las rutas estáticas se configuran manualmente, el administrador debe configurarla en el router, mediante el comando ip route.

Configuración de enrutamiento por defecto

Las rutas por defecto se usan para enviar paquetes a destinos que no coinciden con los de ninguna de las otras rutas en la tabla de enrutamiento.

Aspectos generales del enrutamiento dinámico

Introducción a los protocolos de enrutamiento

Un protocolo de enrutamiento es el esquema de comunicación entre routers. Un protocolo de enrutamiento permite que un router comparta información con otros routers, acerca de las redes que conoce así como de su proximidad a otros routers. Ejemplos de protocolos de enrutamiento:

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Protocolo de información de enrutamiento (RIP)
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Protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGRP)
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Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado (EIGRP)
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Protocolo "Primero la ruta más corta" (OSPF)

Un protocolo enrutado se usa para dirigir el tráfico generado por los usuarios. Un protocolo enrutado proporciona información suficiente en su dirección de la capa de red, para permitir que un paquete pueda ser enviado desde un host a otro, basado en el esquema de direcciones.

Ejemplos de protocolos enrutados:

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Protocolo Internet (IP)
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Intercambio de paquetes de internetwork (IPX)

Sistemas autónomos

Un sistema autónomo (AS) es un conjunto de redes bajo una administración común, las cuales comparten una estrategia de enrutamiento común.

Los números de identificación de cada AS son asignados por el Registro estadounidense de números de la Internet (ARIN), los proveedores de servicios o el administrador de la red. Este sistema autónomo es un número de 16 bits.

Propósito de los protocolos de enrutamiento y de los sistemas autónomos

El objetivo de un protocolo de enrutamiento es crear y mantener una tabla de enrutamiento.

Esta tabla contiene las redes conocidas y los puertos asociados a dichas redes. Los routers utilizan protocolos de enrutamiento para administrar la información recibida de otros routers, la información que se conoce a partir de la configuración de sus propias interfaces, y las rutas configuradas manualmente.

Los protocolos de enrutamiento aprenden todas las rutas disponibles, incluyen las mejores rutas en las tablas de enrutamiento y descartan las rutas que ya no son válidas. Cuando todos los routers de una red se encuentran operando con la misma información, se dice que la red ha hecho convergencia. Una rápida convergencia es deseable, ya que reduce el período de tiempo durante el cual los routers toman decisiones de enrutamiento erróneas.

Identificación de las clases de protocolos de enrutamiento

La mayoría de los algoritmos de enrutamiento pertenecen a una de estas dos categorías:

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Vector-distancia
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Estado del enlace

Características del protocolo de enrutamiento por vector-distancia

Los protocolos de enrutamiento por vector-distancia envían copias periódicas de las tablas de enrutamiento de un router a otro. Estas actualizaciones periódicas entre routers informan de los cambios de topología.

Características del protocolo de enrutamiento de estado del enlace

Los protocolos de enrutamiento de estado del enlace mantienen una base de datos compleja, con la información de la topología de la red. El algoritmo de vector-distancia provee información indeterminada sobre las redes lejanas y no tiene información acerca de los routers distantes. El algoritmo de enrutamiento de estado del enlace mantiene información completa sobre routers lejanos y su interconexión.

Proceso de descubrimiento de la red para el enrutamiento de estado del enlace:
el intercambio de LSAs se inicia en las redes conectadas directamente al router, de las cuales tiene información directa. Cada router, en paralelo con los demás, genera una base de datos topológica que contiene todas la información recibida por intercambio de LSAs.

El router que primero conoce de un cambio en la topología envía la información al resto de los routers, para que puedan usarla para hacer sus actualizaciones y publicaciones.

Esto implica el envío de información de enrutamiento, la cual es común a todos los routers de la red. Cuando un router recibe una LSA, actualiza su base de datos con la información más reciente y elabora un mapa de la red con base en los datos acumulados, y calcula la ruta más corta hacia otras redes mediante el algoritmo SPF.

Los routers que usan protocolos de estado del enlace requieren de más memoria y exigen mas esfuerzo al procesador, que los que usan protocolos de enrutamiento por vector-distancia. Los routers deben tener la memoria suficiente para almacenar toda la información de las diversas bases de datos, el árbol de topología y la tabla de enrutamiento.

Después de esta disminución inicial de la eficiencia de la red, los protocolos de enrutamiento del estado del enlace generalmente consumen un ancho de banda mínimo, sólo para enviar las ocasionales LSAs que informan de algún cambio en la topología.

Determinación de rutas

Los routers determinan la ruta de los paquetes desde un enlace a otro, mediante dos funciones básicas:

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Una función de determinación de ruta
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Una función de conmutación.

La determinación de la ruta se produce en la capa de red. La función de conmutación es el proceso interno que el router utiliza para recibir un paquete en una interfaz y enviarlo a otra dentro del router mismo. Una responsabilidad clave de la función de conmutación es la de encapsular los paquetes de acuerdo a la estructura requerida por el siguiente enlace.

Configuración del enrutamiento

El comando router inicia el proceso de enrutamiento.

El comando network es necesario, ya que permite que el proceso de enrutamiento determine cuáles son las interfaces que participan en el envío y la recepción de las actualizaciones de enrutamiento.

Un ejemplo de configuración de enrutamiento es:

Protocolos de enrutamiento

El Protocolo de información de enrutamiento (RIP) fue descrito originalmente en el RFC 1058. Sus características principales son las siguientes:

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Es un protocolo de enrutamiento por vector-distancia.
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Utiliza el número de saltos como métrica para la selección de rutas.
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Si el número de saltos es superior a 15, el paquete es desechado.
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Por defecto, se envía un broadcast de las actualizaciones de enrutamiento cada 30 segundos.

El Protocolo de enrutamiento interior de gateway (IGRP) es un protocolo patentado desarrollado por Cisco. Entre las características de diseño claves del IGRP se destacan las siguientes:

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Es un protocolo de enrutamiento por vector-distancia.
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Se considera el ancho de banda, la carga, el retardo y la confiabilidad para crear una métrica compuesta.
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Por defecto, se envía un broadcast de las actualizaciones de enrutamiento cada 90 segundos.

El protocolo público conocido como "Primero la ruta más corta" (OSPF) es un protocolo de enrutamiento de estado del enlace no patentado. Las características clave del OSPF son las siguientes:

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Es un protocolo de enrutamiento de estado del enlace.
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Las actualizaciones de enrutamiento producen un gran volumen de tráfico al ocurrir cambios en la topología.

El EIGRP es un protocolo mejorado de enrutamiento por vector-distancia, patentado por Cisco. Las características claves del EIGRP son las siguientes:

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Es un protocolo mejorado de enrutamiento por vector-distancia.
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Utiliza una combinación de los algoritmos de vector-distancia y de estado del enlace.

El Protocolo de gateway de frontera (BGP) es un protocolo de enrutamiento exterior. Las características claves del BGP son las siguientes:

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Se usa entre ISPs o entre los ISPs y sus clientes.

Sistemas autónomos - Protocolos IGP versus EGP

Los protocolos de enrutamiento interior están diseñados para ser usados en redes cuyos segmentos se encuentran bajo el control de una sola organización.

Un protocolo de enrutamiento exterior está diseñado para ser usado entre dos redes diferentes, las cuales se encuentran bajo el control de dos organizaciones diferentes.

Los protocolos de enrutamiento exterior necesitan de estos tres conjuntos de información antes de comenzar su operación:

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Una lista de los routers vecinos, con los que intercambiarán la información de enrutamiento.
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Una lista de las redes a ser publicadas como de acceso directo.
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El número de sistema autónomo del router local.


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