Cableado, Ethernet y conmutación

Cuatro pares trenzados transportan las señales por un cable Ethernet típico. Cada receptor lee la diferencia entre dos hilos. El trenzado expone ambos hilos a un ruido externo similar, que se cancela en gran medida al compararlos. Los distintos pasos de trenzado reducen la diafonía, en la que la señal de un par se filtra a otro. La atenuación es la pérdida de señal con la distancia; la EMI es el ruido eléctrico externo procedente de fuentes como motores y cables eléctricos.

Interpreta las marcas de categoría y apantallamiento

Cat3, probado hasta 16 MHz, se utilizaba en antiguas redes de 10 Mbit/s y cableado telefónico. A 100 m, 5GBASE-T requiere Cat6 o superior; una instalación Cat5e existente necesita una evaluación antes de utilizarse a 5 Gbit/s. El alcance más corto de Cat6 a 10 Gbit/s también depende de la diafonía exógena de los cables vecinos. Utiliza Cat6A para una instalación nueva de 100 m y 10 Gbit/s.

La notación del apantallamiento describe todo el cable antes de la barra y cada par después de ella. U/UTP no tiene apantallamiento. F/UTP tiene una lámina alrededor del conjunto de pares. S/FTP tiene una malla general y una lámina alrededor de cada par. Los conectores apantallados y un panel de conexiones unido a tierra mantienen la continuidad de la pantalla; los conectores hembra sin apantallar interrumpen ese sistema.

Cuenta el canal completo

El límite habitual en oficinas es un canal de 100 m: hasta 90 m de enlace permanente instalado más un total de 10 m de cables de conexión. Un cable permanente de 70 m con cables de conexión de 3 m y 5 m suma 78 m. Un recorrido de 115 m necesita una ubicación más cercana para el conmutador o fibra. El diseño de Cat8 para 25/40 Gbit/s tiene un canal más corto, de 30 m, y un enlace permanente de 24 m.

Para un recorrido de 80 m que deba transportar 10 Gbit/s más adelante, selecciona Cat6A en todos los componentes. El cable, los conectores hembra, el panel y los cables de conexión deben tener esa categoría. Un conector hembra Cat5e limita, como máximo, al rendimiento Cat5e un canal que, por lo demás, es Cat6A. Una categoría superior admite aplicaciones de menor velocidad, pero añade costo y, a menudo, volumen.

Utiliza conductores sólidos para el cableado fijo del edificio y multifilares para los cables de conexión flexibles. Instala conectores macho diseñados para ese tipo de conductor; un mal contacto puede funcionar brevemente y fallar al moverlo. El conector Ethernet suele llamarse RJ45, un conector de 8 posiciones y 8 contactos. El conector telefónico RJ11, más pequeño, no proporciona una conexión Ethernet.

Reconoce otros enlaces de cobre

El coaxial tiene un conductor central, un dieléctrico, una pantalla y una cubierta. RG-6 y RG-59 son cables de 75 Ω utilizados para conexiones de servicios por cable y vídeo; RG-6 suele utilizar un conector roscado tipo F. El antiguo 10BASE2 utilizaba RG-58 de 50 Ω y conectores de bayoneta BNC. Ethernet conmutada de oficinas nuevas utiliza par trenzado o fibra. Un DAC es un cable de cobre biaxial con extremos de transceptor instalados: una opción económica y de bajo consumo para enlaces entre equipos de racks, con versiones pasivas que suelen alcanzar unos 5 m.

La cubierta también necesita la clasificación de reacción al fuego adecuada. Las marcas estadounidenses incluyen CMP para espacios plenum, CMR para tendidos verticales y CM para uso general. CMP puede sustituir a CMR; lo contrario no está permitido. Las instalaciones de la UE utilizan euroclases del Reglamento de Productos de Construcción (CPR), como Eca, Dca, Cca y B2ca, con clasificaciones adicionales de humo, gotas y acidez. LSZH describe las propiedades de baja emisión de humos y ausencia de halógenos de la cubierta; no sustituye a la clase de reacción al fuego que exige el espacio.

Una fibra óptica transporta luz por un núcleo de vidrio rodeado de un revestimiento. El menor índice de refracción del revestimiento mantiene la luz guiada dentro del núcleo mediante reflexión interna total. Los recubrimientos, las protecciones secundarias, los elementos de refuerzo y la cubierta protegen el vidrio. La marca 50/125 describe un núcleo de 50 µm y un revestimiento de 125 µm, no el diámetro exterior del cable.

Compara las dos familias de fibra

En la fibra multimodo, la luz sigue muchas trayectorias. Los distintos tiempos de llegada ensanchan un pulso: es la dispersión modal. OM1 tiene un núcleo de 62,5 µm; OM2 a OM5 utilizan núcleos de 50 µm. OM3 y OM4 están optimizadas para láser. OM5 admite aplicaciones de banda ancha entre 850 y 950 nm. Para 10GBASE-SR, OM3 alcanza 300 m y OM4, 400 m; OM1 y OM2 solo alcanzan unas decenas de metros.

La fibra monomodo admite un modo, por lo que no tiene dispersión modal. OS1 se utiliza principalmente en interiores; OS2 es fibra de bajas pérdidas utilizada en exteriores y recorridos más largos. Con módulos ópticos adecuados, 10GBASE-LR alcanza 10 km a 1310 nm y 10GBASE-ER alcanza 40 km a 1550 nm. El tipo de fibra y los módulos ópticos determinan conjuntamente el alcance: el vidrio monomodo por sí solo no convierte un módulo SR en un enlace de largo alcance.

La fibra resiste la EMI y no conduce electricidad entre edificios. Esto evita una vía de señal de cobre entre distintos potenciales de tierra. Su largo alcance resulta adecuado para el cableado troncal, pero la instalación necesita herramientas especializadas y conexiones limpias. El vidrio puede dañarse al tirar de él o curvarlo, ambos extremos necesitan módulos ópticos adecuados y la propia fibra no puede suministrar PoE.

Analiza las opciones

Dos edificios separados por 1,2 km necesitan un enlace de 10 Gbit/s. Los módulos ópticos SR sobre OM4 llegan hasta 400 m, por lo que debes elegir monomodo con módulos LR. Entre racks separados por 70 m, OM3 u OM4 con módulos SR es una opción adecuada. Para conmutadores separados por 2 m en un rack, un DAC compatible suele ser la opción económica. Para un enlace troncal de 150 m, OM4 admite 10 Gbit/s actualmente, mientras que monomodo ofrece más margen para futuros cambios.

Los colores de las cubiertas ayudan a identificar el material: amarillo para monomodo, naranja para OM1/OM2, aguamarina para OM3 y, a menudo, OM4, violeta para OM4 en muchas instalaciones y verde lima para OM5. Confirma la categoría impresa. Compatibiliza el cableado troncal, los cables de conexión y ambos módulos ópticos; mezclar fibra de 50 µm y 62,5 µm añade pérdidas.

Conecta los sentidos y trabaja con seguridad

Un enlace dúplex habitual utiliza dos fibras: cada transmisor llega al receptor remoto. Los módulos ópticos BiDi utilizan una fibra y longitudes de onda complementarias. Un extremo que transmite a 1270 nm y recibe a 1330 nm necesita otro que transmita a 1330 nm y reciba a 1270 nm.

La luz infrarroja de las redes es invisible. Nunca mires dentro de una fibra ni de un puerto óptico abierto; verifica con un medidor de potencia óptica que la fibra no emita luz antes de inspeccionarla y utiliza un microscopio de inspección por vídeo. Usa gafas de seguridad al cortar fibra, recoge los recortes de vidrio en un recipiente identificado y mantén la comida y la bebida fuera de la zona de trabajo.

El nombre de un estándar físico Ethernet indica qué tipo de enlace describe. En 1000BASE-T, 1000 significa 1000 Mbit/s, BASE significa señalización en banda base y T significa par trenzado. Las letras describen una interfaz física, no la VLAN ni la dirección IP utilizada en ella.

Relaciona el estándar con el medio

S indica módulos ópticos de longitud de onda corta; L indica longitud de onda larga; E indica alcance extendido. El número final de canales también importa: 40GBASE-SR4 utiliza cuatro canales de 10 Gbit/s y ocho fibras a través de un conector MPO. Un enlace Cat5e existente necesita una evaluación para 5GBASE-T, y un canal Cat6 más corto necesita una evaluación para 10GBASE-T.

Elige módulos que admitan los puertos

Un transceptor transmite y recibe señales. Los formatos enchufables habituales son SFP para 1 Gbit/s, SFP+ para 10 Gbit/s, SFP28 para 25 Gbit/s, QSFP+ para 40 Gbit/s y QSFP28 para 100 Gbit/s. Los dos últimos utilizan cuatro canales. La ranura y el conmutador deben admitir el módulo y la velocidad. Muchos puertos SFP+ aceptan SFP de 1 Gbit/s; un puerto SFP de 1 Gbit/s no puede hacer funcionar un módulo de 10 Gbit/s a su velocidad máxima.

Un puerto SFP+ compatible puede aceptar opciones SR, LR, de cobre o DAC, cada una con un medio y alcance diferentes. Comprueba la lista de compatibilidad del fabricante además del formato. Un SFP Fibre Channel para redes de almacenamiento puede parecer igual que un SFP Ethernet, pero transporta un protocolo distinto.

Para un enlace óptico dúplex ordinario, utiliza el mismo estándar Ethernet en ambos extremos. SR y LR son de 10 Gbit/s, pero SR requiere multimodo a 850 nm y LR requiere monomodo a 1310 nm. No forman una pareja compatible. BiDi es el caso especial de emparejamiento: sus longitudes de onda de transmisión y recepción deben ser complementarias.

Utiliza las lecturas de potencia para comprobar el trayecto

dBm es la potencia óptica absoluta referida a 1 mW: 0 dBm es 1 mW, aproximadamente −3 dBm es 0,5 mW y −10 dBm es 0,1 mW. dB describe una relación o pérdida. Resta la pérdida del trayecto en dB de la potencia de transmisión en dBm para obtener la potencia de recepción.

Un transmisor envía −2 dBm y el trayecto pierde 3,5 dB. La potencia de recepción es −5,5 dBm. Un receptor con sensibilidad hasta −14 dBm tiene un margen de 8,5 dB por encima de ese límite inferior. Comprueba también su potencia máxima de recepción: un módulo óptico de largo alcance sobre un enlace muy corto puede sobrecargar un receptor y requerir atenuación.

DOM, también llamado DDM, informa de valores como temperatura, tensión y potencia óptica de transmisión y recepción. En equipos Cisco compatibles, show interfaces transceiver los muestra. Una potencia de recepción baja sugiere suciedad, curvas, daños o longitud excesiva. Un conversor de medios une distintos medios a la misma velocidad Ethernet, como cobre 1000BASE-T con fibra 1000BASE-LX. Los enlaces Ethernet modernos son punto a punto; el dúplex completo permite que los dos dispositivos conectados transmitan al mismo tiempo.

El cableado estructurado proporciona a un edificio una distribución estable del cableado. Cada toma del área de trabajo llega a un panel de conexiones en una estrella jerárquica. Después, unos cables de conexión cortos unen los puertos del panel con los del conmutador. El traslado de un usuario cambia las conexiones sin alterar el cable sólido dentro del edificio.

Sigue el recorrido del proveedor al escritorio

La instalación de entrada aloja los cables entrantes del proveedor o del campus y el punto de demarcación entre proveedor y cliente. El MDF, o sala principal de equipos, aloja los equipos centrales. Los IDF, o salas de telecomunicaciones de planta, contienen conmutadores de acceso y paneles de conexiones más cerca de los usuarios. El cableado troncal conecta estas salas y edificios, normalmente mediante fibra. El cableado horizontal conecta cada panel de IDF con las tomas del área de trabajo.

ANSI/TIA-568, ISO/IEC 11801 y EN 50173 definen los sistemas de cableado estructurado. TIA-569 y EN 50174 tratan las canalizaciones y la instalación. Estos estándares hacen previsibles los componentes y recorridos para futuros cambios.

Mide los recorridos y dimensiona la sala

Ubica los IDF según el recorrido del cable, incluidas las subidas, bajadas y bucles de reserva. Un recorrido de techo de 20,8 m más una subida de 2,0 m, una bajada de 2,6 m y un bucle de reserva de 3 m da un enlace permanente de 28,4 m. La distancia en línea recta de un plano de planta no incluye esas partes. Mantén el enlace permanente habitual dentro de 90 m y deja margen para los cables de conexión dentro del canal de 100 m.

Una planta con 24 escritorios y dos tomas por escritorio necesita 48 cables y puertos de panel. Dos paneles de 24 puertos ocupan 2U; un conmutador de acceso de 48 puertos les da servicio. Un cable troncal de 12 fibras deja fibras de reserva para un segundo enlace ascendente y futuras ampliaciones. Coloca las terminaciones de fibra en una caja con adaptadores y bandejas de empalme para que los cambios de conexión no tiren de los empalmes.

Los racks utilizan paneles de 482,6 mm de ancho y suelen llamarse racks de 19 pulgadas. Una unidad de rack, 1U, tiene 44,45 mm de altura; un rack típico de altura completa tiene 42U. Planifica los organizadores de cables y el flujo de aire de los equipos, además de la altura de los dispositivos. Adapta la entrada y la salida de aire del conmutador a los lados frío y caliente de la sala. Las salas y los armarios con cerradura protegen los equipos y las conexiones.

Protege el cable instalado

Para UTP de cuatro pares, mantén un radio de curvatura de al menos cuatro veces el diámetro exterior del cable. Por tanto, un cable de 6 mm necesita un radio mínimo de 24 mm. Respeta los límites de curvatura mayores que indique el fabricante, especialmente para fibra. Al tirar de cable ordinario de cuatro pares, no apliques más de unos 110 N. Evita los dobleces y las bridas de plástico apretadas; las cintas de cierre por contacto sujetan los haces sin aplastarlos.

Sujeta los tendidos a intervalos regulares, por ejemplo con ganchos en J separados como máximo 1,5 m. Respeta la ocupación permitida de las canalizaciones; alrededor del 40 % de la sección de un conducto es un valor habitual de planificación. Consulta las instrucciones de la canalización y del cable para la instalación concreta. Los tendidos demasiado llenos dificultan la tracción y pueden acumular calor en los haces de cables que transportan alimentación.

Mantén los recorridos de datos alejados de los circuitos eléctricos de red, motores, transformadores y balastos de iluminación. Cruza el cableado eléctrico en ángulo recto. Las distancias de separación dependen del apantallamiento, la carga de los circuitos y las barreras; utiliza las tablas de instalación en lugar de una sola distancia para todas las instalaciones. Los recorridos exteriores también necesitan cables y canalizaciones aptos para humedad y luz solar.

Cada cable necesita la clasificación de reacción al fuego exigida para su espacio. Cuando un recorrido atraviesa una pared o un forjado con clasificación de resistencia al fuego, restablece la barrera con un sistema de sellado cortafuegos aprobado y adecuado a esa abertura y cantidad de cables. Un orificio bien acabado relleno de espuma ordinaria no garantiza la clasificación de resistencia al fuego exigida.

Una terminación debe conservar tanto las conexiones de los pines como los pares trenzados que transportan las señales. Un cable puede tener ocho conductores continuos y, aun así, fallar a alta velocidad si se han emparejado los hilos equivocados.

Sigue un mismo esquema de cableado

Sujeta un conector macho con los contactos hacia ti y la pestaña hacia el lado opuesto: el pin 1 está a la izquierda. Los pares de señal ocupan los pines 1–2, 3–6, 4–5 y 7–8. Los pines 3 y 6 forman un par, aunque el par azul esté entre ellos. Mantener los pares en pines adyacentes 3–4 y 5–6 crea un par dividido.

Ambos esquemas tienen el mismo rendimiento. Utiliza uno de forma coherente en toda la instalación y regístralo. Los cables A con A y B con B son directos. A con B es un cable cruzado, utilizado por los equipos antiguos de 10/100 Mbit/s para intercambiar los pares de transmisión y recepción. Auto-MDIX moderno realiza ese intercambio automáticamente. Un cable de consola rollover invierte los ocho pines y sirve para una conexión de consola, no para un enlace Ethernet.

Instala un conector macho paso a paso

1. Elige un conector compatible con la categoría del cable y los conductores sólidos o multifilares. Introduce el protector y corta el cable perpendicularmente.
2. Retira unos 25–30 mm de cubierta sin cortar el aislamiento de los conductores.
3. Ordena los colores y destrenza solo lo que necesite el conector.
4. Recorta los hilos uniformemente, a unos 13 mm para un conector típico, siguiendo las instrucciones de su diseño.
5. Introduce todos los conductores hasta el frente. Comprueba el orden de colores a través del cuerpo.
6. Crimpa con la herramienta de carraca correspondiente. El alivio de tensión mecánica debe sujetar la cubierta.
7. Comprueba el cable terminado.

La regla de destrenzado máximo de 13 mm protege el equilibrio del par cerca del contacto para Cat5e y superiores; un conector puede exigir incluso menos. Eliminar un tramo largo de trenzado facilita la alineación, pero aumenta la diafonía de extremo cercano. Un pitido de continuidad no demuestra que el rendimiento a altas frecuencias sea correcto.

Asienta correctamente los conectores hembra y los paneles

Los conectores hembra keystone y los paneles de conexiones utilizan contactos por desplazamiento de aislamiento: una ranura metálica corta el aislamiento y sujeta el conductor. Sigue las etiquetas de colores A o B impresas en el conector; su distribución física no tiene por qué seguir el orden de los pines. Mantén la cubierta cerca, conserva el trenzado y utiliza la herramienta de inserción 110 o LSA adecuada. Coloca la cuchilla de corte hacia el sobrante.

En una instalación apantallada, conserva el contacto de la lámina o del hilo de drenaje con la pantalla del conector y conecta correctamente a tierra el panel de conexiones. Un conector hembra sin apantallar interrumpe la continuidad de la pantalla. Si un conductor tiene un corte, no está completamente introducido o está en la ranura equivocada, corta hasta llegar a cable sin daños y rehace la terminación. Si el conector macho sujeta los hilos desnudos en lugar de la cubierta, el alivio de tensión mecánica no puede proteger la conexión frente a un tirón.

Para coaxial, utiliza las longitudes de pelado del fabricante del conector. Deja expuestos el conductor central y el dieléctrico, pliega la malla hacia atrás, instala el conector y utiliza la herramienta de compresión correspondiente. Un hilo de la malla que toque el conductor central crea un cortocircuito; un conductor central con un corte puede romperse durante la manipulación.

La terminación de fibra une los núcleos de vidrio con precisión y mantiene limpias las superficies de contacto. La forma de un conector indica cómo encaja; su pulido y tipo de fibra indican si la conexión es compatible.

Identifica los conectores y el pulido

UPC tiene una cara de contacto físico ligeramente abombada; UPC monomodo suele ser azul. APC tiene una cara inclinada 8°, normalmente verde, para reducir la luz reflejada. No acoples APC y UPC. Sus caras no se encuentran correctamente, lo que crea pérdidas altas y posibles daños. Un adaptador une los cuerpos de los conectores; no puede corregir pulidos ni tipos de fibra incompatibles.

Elige un método de terminación

Un pigtail es una fibra corta con un conector de fábrica. El empalme por fusión suelda su extremo desnudo a la fibra del edificio con un arco eléctrico, con una pérdida normalmente muy inferior a 0,1 dB en un buen empalme. El empalme mecánico alinea los extremos en un manguito con gel y suele tener más pérdidas. Los conectores instalables en campo se montan en la instalación; los conjuntos preterminados llegan con los conectores ya instalados.

Para un empalme por fusión, pela a la longitud que requiera la fusionadora, limpia la fibra desnuda con una toallita sin pelusa y alcohol isopropílico y, después, córtala para obtener un extremo plano a 90°. La máquina alinea y fusiona las fibras. Comprueba su pérdida estimada, protege el empalme con un manguito termorretráctil y guárdalo en una bandeja respetando el límite de curvatura. La prueba final del enlace mide el trayecto instalado; la estimación de la fusionadora por sí sola no lo certifica.

Sigue la secuencia inspeccionar, limpiar, inspeccionar antes de acoplar las caras. Una partícula de polvo cerca de un núcleo diminuto puede bloquear la luz o rayar ambas caras. Utiliza limpiadores aprobados y mantén los tapones en los puertos sin utilizar. Sigue el procedimiento de seguridad óptica al inspeccionar las fibras.

Haz que la transmisión llegue a la recepción

En un enlace dúplex, el transmisor local debe llegar al receptor remoto. La polaridad A con B cruza esas trayectorias. Dos transmisores conectados entre sí dejan ambos receptores sin la señal esperada. Corrige el emparejamiento dúplex en un extremo y mantén el mismo método de polaridad en paneles y cables de conexión. Los cables de conexión híbridos pueden unir un panel SC con módulos ópticos LC conservando el tipo de fibra, el pulido y la polaridad.

Suma todas las fuentes de pérdida

Un presupuesto de pérdidas ópticas es la atenuación permitida a través del trayecto. Para un diseño multimodo habitual a 850 nm, utiliza los valores permitidos especificados: 3,5 dB/km de fibra, 0,75 dB por pareja de conectores acoplados y 0,3 dB por empalme. Para 300 m con dos parejas de conectores y un empalme:

• Fibra: 0,3 km a 3,5 dB/km dan 1,05 dB.
• Conectores: dos a 0,75 dB dan 1,50 dB.
• Empalme: 0,30 dB.
• Pérdida total permitida: 2,85 dB.

Una medición de 4,2 dB supera ese límite. Limpia y vuelve a inspeccionar, mide de nuevo y después localiza las pérdidas restantes con un OTDR. Compara también el diseño con el presupuesto de potencia óptica de los transceptores; superar una prueba de cableado con un margen de pérdidas generoso no demuestra que los módulos ópticos tengan margen suficiente. En enlaces monomodo largos, incluye la atenuación de toda la distancia. Las curvas cerradas también causan pérdidas, especialmente a 1550 nm.

Una instalación terminada necesita registros que permitan a otro técnico encontrar un dispositivo, seguir su recorrido y evaluar si el cable está en buen estado. Asigna el mismo identificador de enlace al cable, la toma, el puerto del panel y el informe de prueba.

Interpreta los planos físicos y lógicos

Los diagramas físicos de red muestran posiciones: planos de planta, recorridos de cables, paneles y alzados de racks. Los diagramas lógicos de red muestran cómo se conectan los dispositivos y las redes. Un plano de capa 1 se centra en puertos y cables; el de capa 2 añade VLAN, enlaces troncales y roles del árbol de expansión; el de capa 3 muestra subredes y puertas de enlace. Utiliza símbolos coherentes y una leyenda.

A escala 1:200, 1 cm en el plano representa 2 m. Unos tramos de recorrido de 4,8 cm, 2,1 cm y 3,5 cm suman 10,4 cm, o 20,8 m en el edificio. Añade los tramos verticales y los bucles de reserva antes de comparar el recorrido con el límite del enlace permanente. Mide el recorrido alrededor de los obstáculos, no a través de las paredes.

Una etiqueta como «2A-B14» puede identificar la planta 2, sala A, panel B, puerto 14. Imprímela de forma duradera en ambos extremos y repítela en la descripción del puerto del conmutador. Una tabla de cableado registra la toma, el puerto del panel, el puerto del conmutador, la VLAN y la longitud. El expediente técnico añade diagramas de planta y racks, información de productos y todos los informes de prueba. Actualízalo para reflejar la instalación ejecutada cuando las conexiones o los recorridos difieran del diseño.

Elige la prueba de cobre que responda a la pregunta

La certificación mide longitud, pérdida de inserción, diafonía de extremo cercano, suma de potencias NEXT, pérdida de retorno, retardo de propagación y diferencia de retardos, además del mapa de hilos. Selecciona la categoría correcta y la prueba de enlace permanente o de canal. Los adaptadores de enlace permanente excluyen los cables de conexión; una prueba de canal los incluye. Guarda el informe con el identificador del enlace; los fabricantes suelen exigir la certificación para la garantía del sistema.

Un circuito abierto es un conductor roto o sin conectar. Un cortocircuito une conductores que deberían estar separados. Un par invertido intercambia los dos hilos de un mismo par; los pares cruzados trasladan un par completo a otros pines. Un par dividido puede mantener correcto el mapa de pin a pin mientras combina hilos de distintos trenzados. Una prueba sencilla de continuidad puede no detectarlo; un certificador detecta la diafonía resultante.

Un TDR estima la distancia a un fallo a partir de pulsos eléctricos reflejados. «Circuito abierto a 37 m» ayuda a localizar una rotura a lo largo del recorrido. Un generador de tonos y una sonda identifican un cable sin etiquetar; no certifican su rendimiento de datos. Un conector de bucle de retorno ayuda a comprobar un puerto.

Comprueba la fibra y entrega los registros

Un localizador visual de fallos proporciona luz roja visible para comprobar continuidad y fallos en recorridos cortos. Una fuente de luz y un medidor de potencia óptica miden la pérdida de inserción total. Un OTDR representa la retrodispersión frente a la distancia para localizar conectores, empalmes, curvas y roturas; una fibra de lanzamiento permite medir el primer conector. Un microscopio de inspección comprueba la cara del extremo.

Antes de la entrega, relaciona cada etiqueta con su plano y resultado de prueba guardado y, después, comprueba el servicio de extremo a extremo. Un dispositivo debe obtener la dirección prevista y alcanzar su puerta de enlace con ping. Esa comprobación de funcionamiento complementa el informe de cableado: un ping correcto no certifica la categoría del cable instalado.

Una dirección MAC identifica una interfaz en la capa 2. Tiene 48 bits, escritos como 12 dígitos hexadecimales. Los formatos «00-1A-2B-3C-4D-5E», «00:1a:2b:3c:4d:5e» y «001a.2b3c.4d5e» representan la misma dirección. Los separadores y las mayúsculas o minúsculas no cambian su valor.

Lee un byte cada vez

Un dígito hexadecimal representa cuatro bits, por lo que dos dígitos forman un byte. Los dígitos van del 0 al 9 y después de A a F. Por ejemplo, 3C se convierte en 0011 1100 en binario. Hay $2^{48}$ patrones posibles de 48 bits, es decir, 281 474 976 710 656.

Una dirección administrada universalmente suele comenzar con un OUI de 24 bits, un identificador único de organización registrado en el IEEE. La organización asigna los 24 bits restantes, lo que proporciona 16 777 216 combinaciones dentro de ese bloque. El fabricante de la interfaz puede ser distinto de la marca del ordenador. Una dirección local asignada por software no revela de forma fiable el fabricante.

Clasifica el primer byte

Los dos bits menos significativos del primer byte tienen significados distintos:

Léelos desde la derecha del byte escrito en binario. Para 02-50-F2-11-22-33, 02 es 0000 0010. El bit de la derecha es 0, por lo que la dirección es de unidifusión. El siguiente bit es 1, por lo que está administrada localmente. Un primer byte de unidifusión cuyo segundo dígito hexadecimal sea 2, 6, A o E tiene activado ese bit local.

Para 01-00-5E-00-00-FB, 01 termina en 01, por lo que es una dirección de grupo utilizada para multidifusión IPv4. La multidifusión IPv6 suele comenzar por 33-33; las BPDU de árbol de expansión utilizan una dirección de grupo reservada como 01-80-C2-00-00-00. FF-FF-FF-FF-FF-FF es la dirección de difusión para todos los dispositivos del dominio de difusión. Comprueba ese patrón de todos unos antes de llamar de multidifusión a una dirección de grupo.

Para 3C-22-FB-7A-10-05, 3C termina en 00. Es una dirección de unidifusión administrada universalmente, con 3C-22-FB como OUI en el formato habitual de asignación de 24 bits.

Distingue la entrega local de la entrega enrutada

Un host que envía a otro host local utiliza la dirección MAC de ese host. Para llegar a una red remota, coloca el paquete en una trama dirigida a la puerta de enlace local. Un enrutador elimina la cabecera del enlace entrante y construye una nueva para el siguiente enlace. Las direcciones IP de origen y destino del paquete normalmente se mantienen cuando no hay traducción de direcciones; sus direcciones Ethernet de origen y destino cambian en cada salto enrutado. IPv4 utiliza ARP e IPv6 utiliza el descubrimiento de vecinos para encontrar la dirección de enlace de un vecino local.

Una dirección grabada de fábrica es la dirección almacenada en el hardware de la interfaz, pero un sistema operativo o hipervisor puede sustituirla por otra. Las direcciones Wi-Fi privadas y muchas direcciones de máquinas virtuales están administradas localmente. Esto también significa que una dirección MAC no es una credencial de identidad robusta: un atacante puede suplantarla.

En Windows, ipconfig /all muestra la «Dirección física». Linux utiliza ip link; los ajustes de red de macOS o ifconfig muestran las direcciones de las interfaces. show mac address-table en un conmutador muestra dónde las ha aprendido.

Una trama Ethernet II rodea un paquete de capa 3 con una cabecera y una cola de trama. Sus campos permiten que un conmutador encuentre el destino y que un receptor identifique la carga útil y detecte daños.

Lee los campos en orden de transmisión

Los EtherTypes incluyen 0x0800 para IPv4, 0x86DD para IPv6 y 0x0806 para ARP. Los valores iguales o superiores a 0x0600 identifican EtherTypes. En cambio, un valor de 1500 o inferior identifica una longitud en una trama IEEE 802.3, seguida de una cabecera LLC; las BPDU estándar de árbol de expansión utilizan ese formato.

Distingue el tamaño de la carga útil del tamaño de la trama

Cuenta una trama sin etiqueta desde la MAC de destino hasta la FCS, ambas incluidas. Su cabecera y cola suman 18 bytes. Con 46 bytes de carga útil y relleno, el mínimo es de 64 bytes. Con 1500 bytes de carga útil, el máximo es de 1518 bytes. Un mensaje ARP de 28 bytes necesita 18 bytes de relleno para alcanzar el campo de datos mínimo de 46 bytes.

La MTU es el mayor paquete de capa 3 transportado como carga útil, normalmente 1500 bytes en Ethernet. Excluye la cabecera Ethernet y la FCS. Una etiqueta 802.1Q inserta cuatro bytes después de la MAC de origen, por lo que una trama etiquetada completa ocupa 1522 bytes, mientras que su MTU IP sigue siendo 1500.

La etiqueta contiene el identificador de etiqueta 0x8100, un valor de prioridad de 3 bits de 0 a 7, un bit que indica si la trama puede descartarse y un ID de VLAN de 12 bits. Cambiar una etiqueta cambia la trama que se comprueba, por lo que el conmutador recalcula su FCS.

Las tramas jumbo aumentan la carga útil admitida, a menudo hasta unos 9000 bytes. La configuración exacta depende de la plataforma. Todos los dispositivos y enlaces deben admitir el tamaño que realmente se envía; un máximo mayor sigue permitiendo tramas pequeñas. Un host compatible con jumbo detrás de un conmutador con un límite menor puede perder transferencias grandes mientras los pings pequeños funcionan. Los paquetes IP demasiado grandes también encuentran la MTU del siguiente enlace al enrutarse; la fragmentación depende de la versión IP y de los indicadores del paquete.

Ten en cuenta el tiempo fuera de la trama

Una trama completa sin etiqueta utiliza 1518 bytes más 8 bytes de preámbulo y delimitador y un intervalo entre tramas de 12 tiempos de byte. Son 1538 tiempos de byte para 1500 bytes de carga útil, alrededor de un 97,5 % de eficiencia de carga útil. Las tramas mínimas utilizan 84 tiempos de byte, o 672 tiempos de bit, incluida la misma sobrecarga. A 1 Gbit/s, el máximo teórico es de unas 1 488 095 tramas mínimas por segundo.

Interpreta los contadores de errores

El emisor calcula una secuencia de verificación de trama CRC-32 sobre la trama, desde la MAC de destino hasta la carga útil y el relleno. El receptor la comprueba y descarta cualquier trama que no supere la comprobación. Ethernet no la retransmite; la recuperación puede producirse en una capa superior como TCP.

Una trama de tamaño inferior al mínimo tiene menos de 64 bytes. Una trama de tamaño superior al máximo supera el tamaño permitido por la interfaz receptora; el umbral exacto de su contador depende de la compatibilidad con etiquetas y tramas jumbo. Un error CRC significa que la comprobación FCS ha fallado. El aumento de errores exige comprobar daños en el cable, terminaciones, limpieza óptica, interferencias y configuración de dúplex. Que una trama tenga un tamaño válido no demuestra por sí solo que su contenido haya llegado intacto.

Un conmutador de capa 2 mantiene una tabla de direcciones MAC, también llamada tabla CAM. Cada entrada relaciona una dirección MAC y una VLAN con un puerto. La VLAN importa: el reenvío se produce dentro de esa red de capa 2.

Aplica dos decisiones distintas

Primero, el conmutador aprende la dirección de origen en el puerto y la VLAN de entrada, actualizando una entrada existente o añadiendo una. Después busca el destino para decidir adónde va la trama.

La inundación utiliza los puertos aptos en estado de reenvío. Un puerto bloqueado o un enlace troncal que no transporta la VLAN no pueden proporcionar una ruta de salida.

Sigue un primer intercambio

Un conmutador con la tabla vacía tiene PC-A en el puerto 1 y PC-C en el puerto 3. Los cuatro puertos pertenecen a la misma VLAN y están reenviando. A envía a C. El conmutador aprende A en el puerto 1, pero no tiene una entrada para C, por lo que envía copias a los puertos 2, 3 y 4. La dirección de destino sigue siendo C en esas copias.

C responde. El conmutador aprende C en el puerto 3 y encuentra A en el puerto 1. Solo el puerto 1 recibe la respuesta. Si PC-B, en el puerto 2, envía después una trama de difusión, el conmutador aprende B en el puerto 2 y la envía por inundación a los puertos 1, 3 y 4. Aprender del destino indicaría falsamente dónde está una interfaz; solo la llegada aporta esa evidencia.

Las entradas dinámicas caducan tras un periodo de inactividad, normalmente 300 segundos de forma predeterminada en conmutadores Cisco. Un portátil trasladado se vuelve a aprender en su nuevo puerto cuando transmite. Las entradas estáticas no caducan. Los cambios rápidos y repetidos entre puertos, llamados oscilación de MAC, pueden revelar un bucle. Cuando un destino no tiene una entrada aprendida, el tráfico hacia él se envía por inundación, incluso cuando la capacidad impide aprender más direcciones.

Utiliza show mac address-table para consultar VLAN, dirección, tipo y puerto. Para encontrar una interfaz, utiliza show mac address-table address 001a.2b3c.4d5e. clear mac address-table dynamic elimina las entradas dinámicas; después el conmutador vuelve a aprender de los orígenes de las tramas que llegan.

Cuenta los dominios en el límite correcto

Un concentrador comparte un dominio de colisión entre sus dispositivos y utiliza semidúplex. Cada puerto de conmutador proporciona un segmento independiente; los enlaces punto a punto en dúplex completo no tienen colisiones. Un dominio de difusión sigue la extensión de capa 2 conectada de la VLAN. Un enrutador separa sus interfaces enrutadas incluso cuando los conmutadores desconectados entre sí utilizan el mismo número de VLAN.

Por ejemplo, una interfaz de enrutador llega a un conmutador con seis PC y otra llega a un conmutador separado con cuatro PC. Incluir los dos enlaces ascendentes al enrutador da 12 segmentos Ethernet y dos dominios de difusión. El número de VLAN local repetido no los une a través del enrutador.

La conmutación por almacenamiento y reenvío recibe una trama completa y comprueba la FCS antes de enviarla. La conmutación por corte comienza después de leer el destino y puede transmitir daños que aún no ha detectado. La conmutación libre de fragmentos espera a los primeros 64 bytes para evitar la mayoría de los fragmentos de colisión. Un conmutador de capa 3 añade enrutamiento entre redes; dentro de una VLAN sigue realizando conmutación basada en MAC.

Un indicador luminoso de enlace demuestra que existe una conexión física, pero no que ambos extremos estén de acuerdo sobre cómo utilizarla. La velocidad, el dúplex, el estado del puerto y los contadores responden a preguntas distintas.

Haz coincidir la velocidad y el dúplex

El dúplex completo permite que ambos extremos transmitan al mismo tiempo sin colisiones. El semidúplex permite un sentido cada vez y utiliza CSMA/CD para las colisiones. Los distintos estándares proporcionan dúplex completo de formas diferentes: 100BASE-TX utiliza un par por sentido, 1000BASE-T transmite en ambos sentidos por los cuatro pares y la fibra dúplex ordinaria utiliza una fibra por sentido.

Deja ambos extremos en autonegociación para anunciar sus capacidades y seleccionar la mejor velocidad y dúplex comunes. Los enlaces de par trenzado de gigabit y superiores dependen de la negociación. Si un puerto 10/100 negocia con otro de velocidad fija, puede detectar la velocidad, pero no la configuración fija de dúplex; pasa a semidúplex.

Por tanto, un servidor forzado a 100 Mbit/s en dúplex completo puede enlazar con un puerto de conmutador automático que funcione a 100 Mbit/s en semidúplex. Los pings pueden funcionar, pero el tráfico es lento bajo carga. Aparecen colisiones tardías en el extremo semidúplex, mientras que pueden aparecer errores CRC y tramas inferiores al mínimo en el extremo de dúplex completo. Configura ambos en automático o haz coincidir ambos valores fijos para esa conexión antigua. En cambio, una discrepancia de velocidad fija impide un enlace utilizable.

Lee el estado antes de cambiar la configuración

Una configuración básica de Cisco IOS relaciona un puerto con su toma:

interface GigabitEthernet0/5
 description Outlet 2A-B14 Accounting PC
 speed auto
 duplex auto
 no shutdown

show interfaces status resume los puertos; show interfaces proporciona los contadores. Busca aumentos de errores CRC, tramas inferiores al mínimo, tramas superiores al máximo, colisiones tardías y descartes. Compara nuevas lecturas después de generar tráfico para no confundir un total antiguo del contador con un fallo actual. Tras corregir la causa de la desactivación por error, shutdown seguido de no shutdown puede restablecer el puerto.

Compara los vecinos con el plano

CDP es el protocolo de descubrimiento de Cisco; LLDP, IEEE 802.1AB, funciona entre fabricantes. Anuncian la identidad del dispositivo, el puerto y las capacidades a los vecinos directos. Sus anuncios no recorren la red como un servicio enrutado. Los valores predeterminados típicos de Cisco son CDP cada 60 segundos con un tiempo de retención de 180 segundos y LLDP cada 30 segundos con un tiempo de retención de 120 segundos. Habilita LLDP con lldp run en conmutadores Cisco compatibles. LLDP-MED puede comunicar la VLAN de voz y las necesidades de potencia de un teléfono.

Utiliza show cdp neighbors detail o show lldp neighbors detail para comparar los puertos locales y remotos con la tabla de cableado. Si SW2 aparece en Gi0/24, pero la tabla indica Gi0/23, sigue las conexiones y corrige la conexión o el registro incorrecto. El descubrimiento aporta evidencia del vecino real, no demuestra que la documentación sea correcta.

Los detalles de descubrimiento pueden revelar información interna de los dispositivos. Desactiva los anuncios en puertos orientados a redes o usuarios no fiables con los comandos de interfaz correspondientes, como no cdp enable, no lldp transmit y no lldp receive.

Una VLAN, o red de área local virtual, es un dominio de difusión lógico. Sus puertos pueden distribuirse entre conmutadores cuando los enlaces que los conectan transportan esa VLAN. El personal, los teléfonos, las impresoras y las cámaras pueden compartir conmutadores mientras sus tramas de difusión permanecen en grupos separados.

Planifica conjuntamente las VLAN y las subredes

Utiliza una subred IP independiente para cada VLAN de usuarios en un diseño normal. Los dispositivos de la misma VLAN se comunican mediante conmutación de capa 2. Un dispositivo que necesita llegar a otra subred envía a su puerta de enlace predeterminada, que enruta entre VLAN. Un número de VLAN es un identificador de capa 2; una subred describe direcciones IP. Cumplen funciones distintas incluso cuando un diseño las hace corresponder una a una.

El campo de VLAN de 12 bits representa de 0 a 4095. Los ID 0 y 4095 están reservados, lo que deja 1–4094 para uso de VLAN. En los conmutadores Cisco, el rango normal es 1–1005 y el extendido, 1006–4094. Los ID 1002–1005 están reservados para medios antiguos y la VLAN 1 es la predeterminada, que no se puede eliminar. En un diseño empresarial planificado, traslada el tráfico de usuarios fuera de la VLAN 1; coloca los puertos sin utilizar en una VLAN de aparcamiento sin uso y desactívalos.

Una oficina podría utilizar VLAN 10 PERSONAL, 20 VOZ, 30 IMPRESORAS, 40 CÁMARAS y 99 GESTIÓN. Su VLAN nativa de los enlaces troncales podría ser la VLAN 900 sin uso, con la 999 para los puertos de acceso sin utilizar. Crea cada VLAN necesaria en todos los conmutadores que deban transportarla.

Configura el acceso de datos y voz

vlan 10
 name STAFF
vlan 20
 name VOICE
interface range GigabitEthernet0/1 - 12
 switchport mode access
 switchport access vlan 10
 switchport voice vlan 20

Un puerto de acceso de datos asigna las tramas sin etiquetar de los dispositivos finales a una VLAN de datos. En este ejemplo, el tráfico sin etiquetar de un PC entra en la VLAN 10. Un teléfono IP con un PC conectado a través de él etiqueta su tráfico de voz para la VLAN 20. El teléfono puede aprender esa VLAN de voz mediante CDP o LLDP-MED. Los dos tipos de tráfico del teléfono explican por qué un puerto de acceso con voz habilitada puede gestionar voz etiquetada junto con datos sin etiquetar.

Utiliza show vlan brief para ver las VLAN y la pertenencia de los puertos de acceso. Los puertos troncales no aparecen ahí como miembros de acceso. show interfaces GigabitEthernet0/3 switchport muestra el modo administrativo y operativo del puerto, la VLAN de datos y la de voz. En muchos conmutadores Cisco, la información de las VLAN de rango normal persiste en una base de datos de VLAN separada, por lo que borrar solo la configuración de inicio no la elimina.

Proporciona una puerta de enlace entre VLAN

El enrutamiento inter-VLAN mediante un único enlace troncal utiliza un enlace troncal a un enrutador con una subinterfaz por VLAN. Por ejemplo, la subinterfaz g0/0.10 identifica la VLAN 10 con encapsulation dot1Q 10 y tiene la dirección de puerta de enlace de esa VLAN.

Un conmutador de capa 3 puede utilizar una interfaz virtual de conmutador, o SVI, por VLAN:

interface vlan 10
 ip address 10.1.10.1 255.255.255.0
 no shutdown

El conmutador también necesita ip routing para enrutar entre sus interfaces de VLAN. Una SVI en un conmutador de capa 2 puede proporcionar gestión remota sin convertir el conmutador en un enrutador. La separación de VLAN controla el alcance de capa 2, pero el enrutamiento puede permitir tráfico entre los grupos; hacen falta reglas de control de acceso cuando se deba restringir ese tráfico enrutado.

Un enlace troncal 802.1Q transporta varias VLAN por una conexión. El receptor utiliza una etiqueta de cuatro bytes para mantener separadas sus tramas. Los enlaces troncales pueden conectar conmutadores, un dispositivo de enrutamiento, un host de virtualización o un punto de acceso que dé servicio a varias redes.

Sigue la etiqueta y la VLAN nativa

Un conmutador inserta la etiqueta después de la dirección MAC de origen. Incluye un ID de VLAN de 12 bits y provoca un nuevo cálculo de FCS. En la configuración habitual de un enlace troncal, el tráfico de la VLAN nativa pasa sin etiquetar y el tráfico entrante sin etiquetar se asigna a esa VLAN nativa. La VLAN nativa predeterminada de Cisco es la 1.

Ambos extremos deben coincidir en la VLAN nativa. Si uno utiliza la 10 y el otro la 20, una trama sin etiquetar puede salir de la VLAN 10 y entrar en la VLAN 20. CDP puede informar de una discrepancia y el árbol de expansión puede bloquear la ruta incoherente. Elige la misma VLAN nativa sin uso en ambos extremos; el etiquetado de la VLAN nativa es otra opción de diseño admitida.

Configura explícitamente las VLAN previstas

interface GigabitEthernet0/24
 switchport mode trunk
 switchport trunk native vlan 900
 switchport trunk allowed vlan 10,20,30,40,99
 switchport nonegotiate

En plataformas antiguas con varias opciones de encapsulación, selecciona primero switchport trunk encapsulation dot1q. Los conmutadores que solo admiten 802.1Q no necesitan ese comando. Aplica la configuración prevista correspondiente en el extremo remoto.

La sintaxis de la lista de permitidas importa. switchport trunk allowed vlan 50 sustituye la lista por la VLAN 50. switchport trunk allowed vlan add 50 conserva la lista existente y añade la 50. Una diferencia de una palabra puede detener todas las VLAN de usuarios existentes en un enlace que, por lo demás, funciona correctamente.

DTP de Cisco negocia enlaces troncales cuando está admitido. Dynamic desirable solicita activamente un enlace troncal; dynamic auto espera. Desirable con auto forma un enlace troncal, mientras que auto con auto mantiene el acceso. El modo estático de acceso o troncal hace explícito el rol previsto. switchport nonegotiate detiene los mensajes DTP para una conexión configurada manualmente.

Sigue una trama de difusión entre conmutadores

Un PC envía una trama de difusión sin etiquetar a un puerto de acceso de la VLAN 10 en SW1. SW1 la coloca en la VLAN 10. Envía copias sin etiquetar a los puertos de acceso aptos de la VLAN 10 y una copia etiquetada de la VLAN 10 por un enlace troncal cuya VLAN nativa es la 900. SW2 lee la etiqueta, mantiene la trama en la VLAN 10 y elimina la etiqueta al enviarla a un dispositivo de acceso de la VLAN 10. Los dispositivos de la VLAN 20 no reciben ninguna copia. Otro enlace troncal también transporta la etiqueta de la VLAN 10, salvo que ese enlace haga nativa la VLAN 10.

Interpreta las tres listas de estado del enlace troncal

show interfaces trunk muestra los enlaces troncales operativos, las VLAN nativas y tres listas cada vez más restringidas:

1. VLAN permitidas por la configuración.
2. VLAN permitidas que están activas localmente porque existen en el conmutador.
3. VLAN en reenvío en el árbol de expansión y no podadas.

Un número solo en la primera lista no demuestra que haya una ruta operativa. Un puerto de acceso conectado a uno troncal no transporta todas sus VLAN; puede unir accidentalmente la VLAN de acceso con la VLAN nativa del enlace troncal.

Un fallo de VLAN es más fácil de localizar cuando cada comprobación sigue la ruta real de la trama. Empieza en el puerto de acceso del host afectado y avanza hacia el destino. Un enlace troncal activo solo demuestra que funciona como troncal; no demuestra que la VLAN necesaria lo atraviese.

Comprueba una condición cada vez

1. Confirma la VLAN de acceso con show interfaces ... switchport y show vlan brief.
2. Confirma que la VLAN existe en todos los conmutadores de la ruta.
3. Utiliza show interfaces trunk para confirmar el funcionamiento troncal.
4. Comprueba la lista de VLAN permitidas en cada extremo y que coincida la configuración de VLAN nativa.
5. Comprueba el árbol de expansión de esa VLAN; la ruta seleccionada debe estar reenviando.
6. Para una VLAN de destino distinta, comprueba la puerta de enlace del host y la subinterfaz del enrutador o SVI.

Anota la ruta y el resultado en cada conmutador. Esto evita que un enlace físico operativo te distraiga de una condición lógica que falta.

Distingue tres fallos habituales de enlaces troncales

PC-A y PC-B utilizan la VLAN 10 en distintos conmutadores. El enlace troncal de SW2 solo permite las VLAN 20 y 30 porque se sustituyó su lista. El enlace permanece activo y esas otras VLAN pueden funcionar. En el enlace troncal de SW2, switchport trunk allowed vlan add 10 restablece la VLAN 10 y conserva las demás. Verifica la lista final y vuelve a comprobar.

Una pareja de conmutadores recién conectados tiene ambos puertos en dynamic auto. Ninguno solicita el funcionamiento troncal, por lo que el enlace permanece como acceso en la VLAN 1. Configura ambos enlaces ascendentes previstos con switchport mode trunk, establece VLAN nativas y permitidas coincidentes y deshabilita DTP. Cambiar la dirección IP del host no hará que un enlace de acceso transporte varias VLAN.

Los teléfonos IP nuevos tienen la VLAN de voz 20 en sus puertos de acceso, pero el conmutador superior no tiene la VLAN 20. Su enlace troncal puede permitir la 20 y omitirla en la lista de permitidas y activas. Crea la VLAN en el conmutador superior y después comprueba que llegue a la lista de reenvío. Un número permitido no crea una VLAN local.

Utiliza los síntomas para elegir la siguiente comprobación

Un host que recibe una dirección de una subred inesperada sugiere una pertenencia incorrecta a la VLAN de acceso. Los hosts que funcionan en un conmutador, pero fallan a través del enlace ascendente, sugieren una VLAN ausente, una omisión en la lista de permitidas o una ruta que no reenvía. Un mensaje de discrepancia de VLAN nativa apunta a clasificaciones distintas de las tramas sin etiquetar en los dos extremos. Verifica la configuración antes de cambiarla; un síntoma sugiere una causa, pero no la demuestra por sí solo.

Si funciona la comunicación dentro de la misma VLAN y solo falla entre VLAN, inspecciona la puerta de enlace predeterminada. En un conmutador de capa 3, utiliza show ip interface brief para comprobar su SVI. En el comportamiento habitual del estado automático de la SVI, la VLAN debe existir, la SVI debe estar habilitada y al menos un puerto que transporte la VLAN debe estar activo y reenviando. El enrutamiento entre VLAN también necesita ip routing y las direcciones correctas de puerta de enlace.

Después de una corrección, repite la prueba que falló y verifica la salida de estado pertinente. Actualiza la tabla de VLAN, el diagrama de capa 2, la tabla de conexiones y las descripciones para reflejar la disposición operativa. De lo contrario, el siguiente técnico podría restablecer el fallo anterior al seguir un plano desactualizado.

Los enlaces Ethernet redundantes pueden crear un bucle. Las tramas no tienen límite de saltos de capa 2, por lo que las de difusión circulan y se multiplican. El conmutador aprende un mismo origen en puertos alternos, lo que provoca inestabilidad de la tabla MAC, y los hosts pueden recibir tramas duplicadas. El protocolo de árbol de expansión, o STP, deja un conjunto conectado de rutas de reenvío sin bucles y mantiene otras rutas disponibles como respaldo.

Elige la raíz y después los puertos

Los conmutadores intercambian BPDU, unidades de datos del protocolo de puente, que transportan la identidad de la raíz, el costo de la ruta, la identidad del emisor e información del puerto. El identificador de puente más bajo gana la elección de raíz: compara primero la prioridad y después la dirección MAC. Las prioridades de Cisco empiezan en 32 768 de forma predeterminada y cambian en incrementos de 4096, de 0 a 61 440. El identificador de sistema extendido por VLAN añade el número de VLAN, por lo que el valor predeterminado mostrado para la VLAN 10 es 32 778.

Cada conmutador que no es raíz selecciona un puerto raíz con el menor costo total hacia la raíz. Si las rutas empatan, compara el identificador del puente superior y después la prioridad y el número del puerto superior. En cada segmento, el conmutador que anuncia la mejor ruta tiene el puerto designado. Los empates se resuelven con el identificador de puente. Los demás puertos redundantes bloquean el tráfico de usuarios. En un árbol conectado normal, los puertos activos de la raíz que participan son designados.

Suma los costos de los puertos orientados hacia la raíz a lo largo de la ruta candidata. Utiliza el mismo método de costos en todo el diseño.

Analiza un triángulo

SW1, SW2 y SW3 tienen prioridades iguales; SW1 tiene la dirección MAC más baja, por lo que es la raíz. SW1–SW2 y SW2–SW3 funcionan a 1 Gbit/s, con costo corto 4 cada uno. SW1–SW3 funciona a 100 Mbit/s, con costo 19.

El puerto raíz de SW2 mira hacia SW1 con costo 4. SW3 compara su costo directo 19 con $4+4$ a través de SW2, que da costo 8. Por tanto, su puerto raíz mira hacia SW2. El extremo de SW1 del enlace directo lento es designado; el extremo de SW3 bloquea. La ruta de dos saltos gana porque la elección depende del costo, no del número de saltos.

Elige deliberadamente la raíz con spanning-tree vlan 10,20 root primary en el conmutador de núcleo previsto y root secondary en el de respaldo. Las prioridades resultantes típicas son 24 576 y 28 672; la macro de raíz primaria puede elegir una inferior para superar a una raíz existente. Un comando explícito como spanning-tree vlan 10 priority 4096 establece la prioridad directamente. Verifica con show spanning-tree vlan 10.

Reconoce el comportamiento de espera y respaldo

Los estados clásicos son bloqueo, escucha, aprendizaje, reenvío y deshabilitado. La escucha y el aprendizaje suelen durar 15 segundos cada uno. El aprendizaje construye la tabla MAC, pero no reenvía tramas de usuarios. El intervalo de saludo es de 2 segundos y la antigüedad máxima, de 20 segundos; un fallo indirecto puede tardar unos 50 segundos en recuperarse tras el envejecimiento y ambas esperas. Un puerto bloqueado permanece físicamente activo y recibe BPDU.

PVST+ crea un árbol por VLAN, por lo que las VLAN pueden utilizar distintas raíces y enlaces ascendentes. No reparte el tráfico de una sola VLAN entre rutas de reenvío paralelas. MSTP agrupa varias VLAN en un conjunto menor de instancias. La agregación ofrece otra forma de utilizar conjuntamente enlaces paralelos.

RSTP, la forma rápida del árbol de expansión, cambia las rutas sin depender de las esperas completas de escucha y aprendizaje clásicas en los enlaces adecuados. Rapid PVST+ de Cisco ejecuta un árbol rápido por VLAN. Habilítalo con spanning-tree mode rapid-pvst y verifica que show spanning-tree indique el protocolo rstp.

Distingue el rol de un puerto de su estado

Un puerto raíz proporciona a un conmutador que no es raíz su ruta preferida hacia ella. Un puerto designado reenvía hacia un segmento. Un alternativo es una ruta de reserva hacia la raíz. Un puerto de respaldo es una reserva para un puerto designado del mismo segmento compartido, normalmente en una disposición con concentrador. Un puerto deshabilitado no participa.

Los tres estados rápidos son descarte, aprendizaje y reenvío. Un rol indica qué aporta el puerto a la topología; un estado indica qué hace actualmente con el tráfico. La salida de Cisco puede mostrar Root, Desg, Altn y Back para los roles, y FWD, LRN o BLK para los estados; BLK representa descarte en el funcionamiento rápido.

Los vecinos punto a punto en dúplex completo utilizan un intercambio de propuesta y acuerdo para establecer rápidamente un reenvío seguro. Un alternativo puede tomar el relevo como puerto raíz cuando falla su ruta activa. Los segmentos compartidos semidúplex limitan el funcionamiento rápido. Cada puente envía BPDU a intervalos de saludo, y la ausencia de tres saludos de 2 segundos indica un vecino perdido tras 6 segundos cuando no hay una señal física anterior de fallo.

Trata los puertos de dispositivos finales como puertos de borde

PortFast convierte un puerto de dispositivo final en un puerto de borde, que reenvía inmediatamente y evita eventos de cambio de topología cuando ese dispositivo se reinicia. Configura spanning-tree portfast en una interfaz de acceso o utiliza spanning-tree portfast default para los puertos de acceso de forma global. Utiliza la forma para enlaces troncales solo para los sistemas finales previstos, como hosts de virtualización. Los enlaces entre conmutadores necesitan participar normalmente en el árbol de expansión.

Añade protección contra BPDU a un puerto de escritorio con spanning-tree bpduguard enable. Cualquier BPDU recibida lo pone en estado de desactivación por error. El comando global spanning-tree portfast bpduguard default aplica esta protección a los puertos PortFast operativos. Si un usuario conecta un dispositivo puente que envía o deja pasar BPDU, el puerto se desactiva. Corrige la conexión antes de restablecerlo con shutdown y no shutdown.

Adapta la protección al riesgo

La protección de raíz impide que un conmutador inferior tome el control como raíz a través de ese puerto. La protección contra bucles impide que un puerto suponga que puede reenviar cuando un fallo unidireccional ha silenciado las BPDU esperadas. Sus desencadenantes difieren: la protección de raíz reacciona a un anuncio de una raíz mejor; la protección contra bucles reacciona a la ausencia de información de control.

El filtrado de BPDU suprime las BPDU. El filtrado PortFast configurado globalmente vuelve al STP normal cuando llega una BPDU. spanning-tree bpdufilter enable a nivel de interfaz suprime el envío y el procesamiento en esa interfaz y puede permitir un bucle. No sustituye a la protección contra BPDU. La ubicación de las protecciones protege la topología; las prioridades de puente siguen eligiendo la raíz prevista.

La agregación de enlaces combina enlaces físicos en una conexión lógica. Cisco la llama EtherChannel o canal de puertos; otros sistemas utilizan LAG, bond o team. El árbol de expansión ve el enlace lógico, por lo que no bloquea los miembros individuales correctamente agrupados. Si un miembro falla, los restantes pueden seguir transportando tráfico.

Negocia con un extremo compatible

LACP activo funciona con activo o pasivo. El modo on no utiliza negociación y debe coincidir en ambos extremos; las disposiciones estáticas incorrectas pueden perder tráfico o crear bucles. LACP suele ser la opción más segura porque comprueba que haya un extremo que acepte la agrupación.

Los miembros necesitan la misma velocidad, dúplex y configuración de puerto de conmutación. Los miembros de acceso necesitan la misma VLAN; los troncales necesitan configuraciones coincidentes de VLAN nativa y permitidas. Ambos extremos deben admitir la agrupación. Los miembros terminan en un conmutador lógico en cada extremo: un chasis, una pila o un sistema multichasis compatible. Dos conmutadores independientes no se convierten en un solo extremo simplemente porque sus puertos utilicen el mismo número de canal.

Configura y después inspecciona los miembros reales

Para dos interfaces compatibles en cada conmutador:

interface range GigabitEthernet1/0/1 - 2
 channel-group 1 mode active
interface Port-channel1
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20,30,99

Establece la VLAN nativa prevista y la configuración troncal coincidentes en ambos extremos. Aplica la configuración compartida a la interfaz del canal de puertos para que se mantenga coherente entre los miembros. En cambio, un canal de puertos enrutado utiliza no switchport y una dirección IP en la interfaz lógica.

show etherchannel summary podría mostrar Po1(SU): S significa capa 2 y U significa en uso. Los miembros marcados con (P) están agrupados. (I) significa independiente, (s) suspendido y (D) inactivo. show lacp neighbor muestra el extremo con el que se negocia. Un enlace físico activo, pero suspendido, no añade capacidad utilizable a la agrupación. Comprueba la coincidencia de la configuración y el modo del otro extremo antes de contar su velocidad.

Los límites de la plataforma importan. Muchos conmutadores Catalyst admiten ocho miembros activos y pueden mantener otros en reserva; otras plataformas difieren. Cuenta los miembros activos en la salida real en lugar de suponer que contribuyen todas las interfaces configuradas.

Predice la capacidad sin prometer más velocidad para una transferencia

Los conmutadores suelen elegir un miembro mediante un hash de campos como las direcciones MAC de origen y destino, las direcciones IP o los puertos de transporte. Las tramas de un flujo permanecen en el mismo miembro para conservar el orden. Cuatro miembros de 1 Gbit/s proporcionan hasta 4 Gbit/s de capacidad agregada en un sentido, pero un flujo ordinario sigue limitado por un miembro de 1 Gbit/s.

Varios flujos pueden acabar en el mismo enlace por el hash. Una transferencia de archivos entre dos hosts no se reparte automáticamente de forma uniforme entre todos los miembros. Selecciona campos del hash que varíen en el tráfico real; por ejemplo, port-channel load-balance src-dst-ip utiliza parejas de direcciones IP. La redundancia y la capacidad total son ventajas distintas de la velocidad de una conversación.

La alimentación a través de Ethernet transporta alimentación de corriente continua y datos Ethernet por cable de par trenzado. Permite que un teléfono, cámara, lector de tarjetas de identificación o punto de acceso utilice un cable para ambas cosas. El PSE, equipo suministrador de alimentación, es un conmutador o inyector; el PD, dispositivo alimentado, recibe la alimentación.

Detecta el dispositivo antes de alimentarlo

Un PSE conforme a los estándares comprueba una firma PoE válida y clasifica el PD antes de aplicar la alimentación de funcionamiento, de unos 48 V nominales. No aplica esa tensión de funcionamiento indiscriminadamente a todos los dispositivos conectados. Los inyectores pasivos que aplican una tensión fija sin detección IEEE pueden dañar equipos incompatibles.

La diferencia contempla la pérdida del cable. Compara la potencia que necesita un dispositivo con la disponible en el dispositivo, mientras sumas las reservas del conmutador en el lado PSE. Un PSE de tipo superior admite dispositivos de tipos inferiores; un dispositivo de alta potencia en un puerto insuficiente puede perder funciones o no arrancar.

Suma la potencia reservada

Las clases identifican las asignaciones del PSE: clase 1 son 4 W, clase 2 son 7 W, clases 0 y 3 son 15,4 W, clase 4 son 30 W, clase 5 son 45 W, clase 6 son 60 W, clase 7 son 75 W y clase 8 son 90 W. LLDP o CDP de Cisco pueden comunicar una solicitud más exacta si se admite.

Se prevé que un conmutador de 370 W alimente 12 teléfonos de clase 2, ocho cámaras de clase 4 y dos puntos de acceso de clase 4:

• Los teléfonos reservan $12\times 7=84$ W.
• Las cámaras reservan $8\times 30=240$ W.
• Los puntos de acceso reservan $2\times 30=60$ W.
• El total es 384 W, que supera los 370 W en 14 W.

Aunque cada puerto admita 30 W individualmente, el total es demasiado alto. El conmutador puede denegar alimentación según la asignación y la prioridad. Elige más potencia total, reparte los dispositivos entre varios PSE, utiliza inyectores adecuados o calcula el presupuesto con solicitudes negociadas verificadas cuando se admita. No supongas que el bajo consumo momentáneo de un dispositivo es su máximo permitido.

Comprueba el cableado y el estado operativo

Las instalaciones PoE modernas utilizan Cat5e o superior y también deben cumplir el estándar de velocidad Ethernet. El tipo 1 original puede utilizar Cat3, mientras que el tipo 2 y los superiores requieren Cat5e o superior. Se mantiene el límite habitual de canal de 100 m. Una corriente mayor calienta los conductores, especialmente en haces grandes; el tamaño del conductor, la categoría y las condiciones de instalación afectan al calentamiento. Cat6A y los conductores más gruesos pueden ayudar, junto con tamaños de haz y clasificaciones de temperatura adecuados.

La fibra no puede suministrar PoE. Un dispositivo remoto conectado por fibra necesita alimentación local o un trayecto separado de alimentación por cobre, como un conjunto híbrido adecuado. Añadir alcance óptico no elimina esa necesidad de alimentación.

En equipos Cisco, show power inline muestra el presupuesto total, la potencia asignada o utilizada, la restante y la información de cada puerto. power inline auto habilita el comportamiento PoE normal; power inline never lo deshabilita. Si un dispositivo está apagado, comprueba la capacidad del puerto, el presupuesto restante, la configuración administrativa de alimentación y el estado del cable antes de culpar a su VLAN Ethernet.