Mi primera red local (Práctica con Packet Tracer)

Objetivo:

Crear una red simple y comprender el proceso de resolución de direcciones MAC.

Escenario:

Un Switch 2960 y dos PCs conectados por cable directo (Copper Straight-Through)

Configuración:

  • PC0: IP 192.168.1.10 /24
  • PC1: IP 192.168.1.20 /24

Instrucciones:

  1. Conectar los equipos al switch.
  2. Asignar las IPs manualmente en la pestaña Desktop > IP Configuration.
  3. Realizar un ping desde PC0 a PC1.
  4. Análisis: Cambiar al Simulation Mode para observar cómo se generan los paquetes ARP antes del mensaje ICMP.
  5. Edita los filtros ICMP y ARP.
  6. Borra todos los mensajes del simulation panel.
  7. Consultar la tabla CAM del switch:
    • Entra en modo privilegiado: Switch> enable
    • Switch# show mac address-table
  8. Borrar la tabla en el switch: Switch#  clear mac address-table dynamic
  9. Consultar la tabla ARP del PC0: arp -a
  10. Borrar la tabla en PC0: arp -d
  11. Realizar un ping desde PC0 a PC1.
  12. Analiza las PDU:
    • Observa las MAC de PC0 y PC1 colocando el puntero del ratón sobre el PC (sin hacer Clic)
    • O bien en la línea de comandos Desktop > Command Prompt: ipconfig /all
  13. Examina las tablas ARP en el Switch y PCs y comprueba las direcciones IP y MAC.

PC0:

C:\>arp -a
Internet Address      Physical Address      Type
192.168.1.20          000a.41a9.1088        dynamic

PC1:

C:\>arp -a
Internet Address      Physical Address      Type
192.168.1.10          0007.eca8.12cd        dynamic

Switch:

Switch#show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------

Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----

   1    0007.eca8.12cd    DYNAMIC     Fa0/1
   1    000a.41a9.1088    DYNAMIC     Fa0/2



Crear una red simple (Cisco Networking Academy) (PDF)


Preguntas de reflexión:

  1. ¿Qué sucede con el primer paquete ICMP (ping) en la simulación? ¿Por qué falla a veces la primera vez?
  2. ¿Qué información contiene el paquete ARP y por qué es necesaria antes de enviar el ICMP?
  3. ¿Cómo cambiaría el tráfico si los equipos estuvieran en redes diferentes?
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1. ¿Qué sucede con el primer paquete ICMP (ping) en la simulación? ¿Por qué falla a veces la primera vez?

El primer paquete ICMP se descarta (se pierde) debido a un proceso conocido como encapsulamiento fallido temporal.

Cuando ordenas un ping, la PC de origen prepara un paquete ICMP (Capa 3). Para poder enviarlo físicamente a la red, necesita meterlo dentro de una trama Ethernet (Capa 2), la cual obliga a conocer la dirección MAC de destino. Si la PC no tiene esa MAC en su tabla ARP, el paquete ICMP no se puede enviar y se queda "en espera" en la cola de memoria.

Mientras el proceso ARP se activa para buscar la MAC, el temporizador del primer paquete ICMP expira (sufre un timeout), provocando que falle. Los siguientes tres paquetes del ping tienen éxito porque la tabla ARP ya se completó con la respuesta del vecino.

2. ¿Qué información contiene el paquete ARP y por qué es necesaria antes de enviar el ICMP?

El paquete ARP (específicamente el ARP Request) contiene cuatro datos críticos en su cabecera:

  • IP de origen: La IP de la PC que hace el ping.
  • MAC de origen: La dirección física de la PC que hace el ping.
  • IP de destino: La IP del equipo al que quieres llegar.
  • MAC de destino: Se establece como 0000.0000.0000 (desconocida) o se encapsula en una trama con la MAC de broadcast (FFFF.FFFF.FFFF).

¿Por qué es necesaria antes del ICMP?

Porque los switches y las tarjetas de red no entienden de direcciones IP; trabajan exclusivamente con direcciones MAC (Capa 2). Sin la dirección MAC de destino exacta, la tarjeta de red de la PC de origen es incapaz de direccionar la trama por el cable, imposibilitando el envío del mensaje ICMP.

3. ¿Cómo cambiaría el tráfico si los equipos estuvieran en redes diferentes?

Si los equipos estuvieran en subredes distintas (por ejemplo, separados por un router), el comportamiento del tráfico ARP e ICMP cambiaría drásticamente de la siguiente manera:

  • El ARP ya no buscaría la PC final: La PC de origen se daría cuenta (mediante su máscara de subred) de que el destino está fuera de su red local. Por lo tanto, la PC enviará el paquete ARP para averiguar la MAC de su Gateway Predeterminado (el router), no la de la PC remota.
  • El Switch solo vería tráfico local: El switch de tu red local solo aprenderá las MAC de tu PC y de la interfaz del router conectada a él. Nunca verá la dirección MAC de la PC del otro extremo.
  • El paquete ICMP viajaría modificado: El paquete ICMP mantendría siempre las IPs originales de principio a fin, pero las direcciones MAC de la trama cambiarían en cada "salto" que dé el router para avanzar entre las distintas redes.