“ASIGNACIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE VLANS DINÁMICAS

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“ASIGNACIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE VLANS DINÁMICAS”
AUTORES
Carlos Darwin Aguilar Mora
Víctor Oswaldo Poma Minga
RESUMEN
En el presente artículo se da una panorámica de la implementación de VLANs dinámicas sobre una
red LAN con tecnología CISCO, así como la administración de estas mediante una herramienta
(aplicación Web) construida para este fin. Se habla básicamente de ventajas y desventajas de las
VLANs dinámicas, esquema, componentes, funcionamiento y configuraciones necesarias para el
uso de esta solución.
INTRODUCCIÓN
La red LAN de la Universidad Técnica
Particular de Loja se encuentra distribuida en
una topología de estrella jerárquica de tres
niveles: core, distribución y acceso, además
está segmentada en subredes y cada subred
constituye una VLAN con lo que se logra:
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•
•
•
Agrupar lógicamente de usuarios sin
importar su ubicación física dentro del
campus.
Incrementar la seguridad al mantener a los
usuarios en segmentos separados según su
función.
Mejorar el rendimiento de la red, ya que
cada VLAN constituye un dominio de
broadcast.
Permitir movilidad a los usuarios dentro de
la LAN.
Con el uso de VLANs los usuarios pueden
mover sus equipos a cualquier ubicación física
de la red y seguir trabajando dentro de la
VLAN a la que pertenecen sin ningún
problema. Es aquí donde se genera el
problema ya que para lograr que los usuarios
sigan perteneciendo a la VLAN que el
administrador les haya asignado, es necesario
cambiar la configuración de los puertos de los
switches en el nivel de acceso. Esta tarea se la
realiza de forma manual mediante la técnica de
asignación estática de VLANs, basada en
puertos, lo cual requiere de tiempo y esfuerzo
por parte del administrador cada vez que un
usuario es reubicado o cuando un usuario
necesita conectarse a la red con su
computador portátil desde otra ubicación.
Como solución a la problemática planteada, se
propuso cambiar la técnica de asignación de
VLANs de estática basada en puertos, a
dinámica basada en direcciones MAC;
apoyándose en una herramienta diseñada para
ayudar al administrador a llevar a cabo esta
tarea.
VENTAJAS
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•
Permiten movilidad a los usuarios dentro de
la LAN.
Los usuarios mantienen su pertenencia a la
VLAN, gozando de sus privilegios en
cualquier lugar que se conecten a la red.
Usuarios no registrados pueden hacer uso
de recursos de la red, con las debidas
restricciones.
Ahorran tiempo al administrador al no tener
que realizar cambios de forma manual.
DESVENTAJAS
•
La desventaja de las VLANs dinámicas es
que previamente se debe alimentar la base
de datos de direcciones MAC, lo cual
resulta tedioso mas aún cuando se trata de
redes con un número considerable de
usuarios; para reducir esta desventaja se
hace uso de la herramienta desarrollada
como parte de la solución.
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ESQUEMA Y COMPONENTES
Fig. 1 Esquema y componentes.
La figura 1, muestra el esquema diseñado para
la implementación de VLANs dinámicas, con
los componentes necesarios para su
funcionamiento.
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Servidor de aplicaciones: almacena la
aplicación Web y establece la interacción
con los dispositivos de la red.
Base de datos: almacena información de los
equipos de los usuarios.
Servidor TFTP: almacena la base de datos
(archivo plano) que contiene información
necesaria para la asignación dinámica de
VLANs. Esta base es leída por el switch de
core.
Switch de core: aquí se encuentra
configurado el servidor VMPS que es el
encargado de realizar la asignación
dinámica de VLANs.
Servidor VMPS (VLAN Membership Policy
Server): permite asignar a un puerto una
VLAN en forma dinámica basándose en la
dirección MAC del host conectado al puerto.
VMPS contiene una base de datos de todas
las direcciones MAC de los hosts junto con
la VLAN asociada perteneciente a dicha
dirección MAC, de esta forma se obtiene un
mapa de direcciones VLAN-MAC.
VLAN
3
4
10
4
10
3
3
7
MAC
5d:ff:68:de:22:0a
5a:09:df:ff:41:12
1a:b4:4f:cc:35:32
4e:e1:f1:c8:b1:63
c4:72:36:ff:a2:61
b9:42:27:a3:7f:1f
c4:42:25:1f:da:94
f2:3d:a9:00:37:42
•
Protocolos: necesarios para establecer
conexión con los dispositivos de red y poder
administrarlos. SNMP y TELNET.
FUNCIONAMIENTO
Para que se asigne dinámicamente una VLAN
a un host, este se conecta a la red y ejecuta
los siguientes pasos:
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•
•
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•
•
•
Envía un DHCP request (petición al servidor
DHCP) para obtener una dirección IP.
La dirección MAC del host es enviada al
switch de acceso.
El switch de acceso envía la dirección MAC
al switch de core.
El switch de core ubica la dirección MAC en
su base de datos y determina a que VLAN
pertenece dicha dirección MAC.
Finalmente el identificador de VLAN es
enviada al switch de acceso para que se
configure el puerto con la VLAN
correspondiente.
Luego de esto el tráfico de red continúa,
permitiendo que se complete la petición al
servidor DHCP.
En el caso de que una dirección MAC no se
encuentre registrada se le asigna una VLAN
por defecto, configurada previamente por el
administrador con las debidas restricciones.
Ver figura 3.
Fig. 2 Mapa de direcciones MAC.
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Fig. 3 Proceso de asignación de VLAN.
CONFIGURACIONES
Para el funcionamiento de VLANs dinámicas
es necesario configurar los switches de acceso
y el switch de core para habilitar las opciones
del servidor VMPS.
Servidor VMPS
Para configurar el servidor VMPS, se requiere
ejecutar los siguientes comandos en el modo
privilegiado del switch de core:
•
Especificar el método para descargar el
archivo de configuración:
Clientes VMPS
Para configurar un cliente VMPS ingrese al modo
de configuración global del switch y ejecute los
siguientes comandos:
•
•
set vmps downloadmethod tftp
Configurar la dirección IP del servidor
TFTP:
•
•
•
set vmps downloadserver [dirección IP]
Habilitar el servicio VMPS:
set vmps state enable
Verificar la configuración:
show vmps
Para verificar la configuración utilice el
comando:
Switch#show vmps
Además se debe configurar los puertos del
switch que van a trabajar con asignación
dinámica de VLANs, con los siguientes
comandos:
•
•
Configurar la dirección IP el servidor VMPS
Switch(config)#vmps server [dirección IP
del servidor VMPS]
Ingresar al modo de configuración de
interfaz.
Switch(config)#interface FastEthernet0/1
Cambiar el tipo de asignación de VLAN.
Switch(config-if)#switchport
mode dynamic
•
access
Habilitar STP (Spanning Tree Protocol).
Switch(config-if)#spantree
portfast
enable
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ADMINISTRACIÓN
Para la administración de VLANs dinámicas se
desarrolló una aplicación Web, la cual permite
configurar los dispositivos de red así como
obtener información de estos mediante el uso del
protocolo SNMP. Estas son sus principales
funciones:
•
•
Administración de VLANs dinámicas.
Búsqueda de hosts en la red.
Fig. 6 Búsqueda de hosts.
•
Visualización de la interconexión de los
switches.
Fig. 4 Administración de VLANs.
•
Configuración de switches.
Fig. 7 Interconexión de switches.
•
Administración de usuarios.
Fig. 5 Configuración de switches.
Fig. 8 Administración de usuarios.
CONCLUSIONES
•
Mediante las pruebas realizadas con el
administrador de la red se determinó que la
implementación
de
VLANs
dinámicas
optimizó tiempo tanto al administrador como a
los usuarios, ya que no se debe esperar a
que el administrador realice cambios de
VLANs de forma manual.
•
•
El uso del protocolo SNMP fue un factor clave
para poder interactuar con los dispositivos de
red, pues a más de permitir el acceso a los
equipos, garantiza que se lo haga de forma
segura.
SNMPv2 brinda un nivel de seguridad
mediante autenticación con comunidad, sin
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embargo se puede garantizar mayor
seguridad utilizando SNMPv3 que incorpora
un
mecanismo
de
autenticación
y
encriptación.
La generación del árbol jerárquico de la LAN,
es un proceso lento, ya que se realiza un
escaneo completo de la red del campus para
identificar los equipos activos de esta.
La fase de pruebas no sólo sirvió para
detectar errores, sino también para identificar
requerimientos que no fueron identificados en
la fase inicial.
El plan de validación fue bastante útil, ya que
se evaluó a detalle cada funcionalidad y se
pudo identificar nuevos errores, los cuales
fueron corregidos.
De las pruebas realizadas con el sistema
operativo de los switches de acceso, se
comprobó que la versión 12.0(11)EA1 no
soportaba asignación dinámica de VLANs,
por lo que se actualizó dicho sistema
operativo a la versión 12.1(11)EA1.
La asignación dinámica de VLANs no afecta a
la asignación de direcciones IP con DHCP, ya
que se realiza un proceso a la vez.
Si bien la implementación de VLANs
dinámicas es tediosa al inicio por tener que
alimentar la base de datos para el servidor
VMPS, una vez creada esta base su
mantenimiento será sencillo.
Las configuraciones necesarias en los
switches de core, distribución y acceso han
sido realizadas, pudiendo ser modificadas
utilizando la herramienta.
BILIOGRAFÍA
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http://www.delmar.edu/Courses/ITSC1391/Se
m3/3VLANs.htm
http://netcert.tripod.com/ccna/switches/vlan.ht
ml
http://www.firewall.cx/vlans-intro.php
http://www.engr.sc.edu/its/ClientValidation/?c
=6
http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/prod
uct/lan/cat5000/rel_5_2/config/vmps.htm#329
23
http://www.cisco.com/en/US/products/hw/swit
ches/ps708/products_configuration_guide_ch
apter09186a008007f2ec.html
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