Documentación de Red

En este artículo se explica la forma en que se elabora y se utiliza la documentación de red para resolver problemas de red.

Si una red o una parte de una red queda fuera de servicio, esto puede tener un impacto negativo importante en la empresa. Cuando ocurren problemas en la red, los administradores deben usar un enfoque sistemático de resolución de problemas a fin de que la red vuelva a funcionar completamente lo antes posible.

La capacidad de un administrador de red para resolver problemas de red de manera rápida y eficaz es una de las habilidades más buscadas en TI.

En este capítulo, se describe la documentación de red que se debe mantener así como los procedimientos, los métodos y las herramientas generales de resolución de problemas. También se analizan los síntomas y las causas típicos en distintas capas del modelo OSI. También se incluye información sobre la resolución de problemas de rutas y ACL.

1. Introducción a la Documentación de la red

Para que los administradores de red puedan monitorear y resolver problemas de red, deben tener un conjunto completo de documentación de red precisa y actual. Esta documentación incluye:

• Archivos de configuración, incluidos los de la red y los del sistema final
• Diagramas de topología física y lógica
• Un nivel de rendimiento de línea de base

La documentación de red permite que los administradores de red diagnostiquen y corrijan de manera eficaz los problemas de la red, según el diseño y el rendimiento esperado de la red en condiciones de operación normales.

Toda la información de la documentación de red se debe conservar en una única ubicación, ya sea en forma impresa o en la red, en un servidor protegido. Debe realizarse una copia de seguridad del registro, la que se debe conservar en una ubicación diferente.

2. Archivos de configuración de red

Los archivos de configuración de red contienen registros precisos y actualizados del hardware y el software usados en una red. En los archivos de configuración de la red, debe existir una tabla para cada dispositivo de red utilizado con toda la información relevante sobre ese dispositivo.

En las siguientes imágenes, se muestra una tabla de configuración para dos routers y para un switch LAN.

La información que se podría reunir en una tabla de dispositivo incluye lo siguiente:

• Tipo de dispositivo, designación de modelo
• Nombre de la imagen del IOS
• Nombre de host de red del dispositivo
• Ubicación del dispositivo (edificio, piso, sala, rack, panel)
• En caso de dispositivo modular, todos los tipos de módulos y en qué ranura de módulo se ubican
• Direcciones de la capa de enlace de datos
• Direcciones de la capa de red
• Cualquier información adicional importante sobre los aspectos físicos del dispositivo

2.1. Archivos de configuración del sistema final

Los archivos de configuración del sistema final se centran en el hardware y el software usados en los dispositivos del sistema final, como servidores, consolas de administración de red y estaciones de trabajo de los usuarios.

Un sistema final configurado incorrectamente puede tener un impacto negativo en el rendimiento general de una red. Por este motivo, para resolver problemas, puede ser muy útil tener un registro de línea de base de muestra del hardware y del software usado en los dispositivos incluido en el registro del sistema final, como se muestra en la Imagen 3.

Para resolver problemas, se podría registrar la siguiente información en la tabla de configuración del sistema final:

• Nombre del dispositivo (propósito)
• Sistema operativo y versión
• Direcciones IPv4 e IPv6
• Máscara de subred y longitud de prefijo
• Gateway predeterminado, servidor DNS y direcciones del servidor WINS
• Cualquier aplicación de red de ancho de banda elevado que se ejecute en el sistema final

3. Diagramas de topología de la red

Los diagramas de topología de la red mantienen un registro de la ubicación, la función y el estado de los dispositivos en la red. Hay dos tipos de diagramas de topología de la red: la topología física y la topología lógica.

3.1. Topología física

Una topología física de la red muestra la distribución física de los dispositivos conectados a la red. Para resolver problemas de la capa física, es necesario conocer la forma en que los dispositivos están conectados físicamente. La información registrada en el diagrama generalmente incluye:

• Tipo de dispositivo
• Modelo y fabricante
• Versión del sistema operativo
• Tipo de cable e identificador
• Especificación del cable
• Tipo de conector
• Extremos de cables

En la Imagen 4, se muestra un ejemplo de un diagrama de topología física de la red.

3.2. Topología lógica

La topología lógica de la red ilustra la forma en que los dispositivos se conectan a la red de manera lógica, es decir, cómo los dispositivos transfieren datos a través de la red al comunicarse con otros dispositivos.

Los símbolos se usan para representar los elementos de la red, como routers, servidores, hosts, concentradores VPN y dispositivos de seguridad. De manera adicional, se pueden mostrar conexiones entre varios sitios, pero no representan ubicaciones físicas reales. La información registrada en un diagrama de red lógico puede incluir lo siguiente:

• Identificadores de dispositivos
• Dirección IP y longitudes de prefijos
• Identificadores de interfaz
• Tipo de conexión
• DLCI para circuitos virtuales
• VPN de sitio a sitio
• Protocolos de routing
• Rutas estáticas
• Protocolos de enlace de datos
• Tecnologías WAN utilizadas

En la Imagen 5, se muestra un ejemplo de topología lógica de red IPv4. Si bien las direcciones IPv6 también se podrían mostrar en la misma topología, puede resultar más claro crear un diagrama separado de topología lógica de red IPv6.

4. Establecimiento de una línea de base de red

El propósito de la supervisión de la red es vigilar el rendimiento de la red en comparación con una línea de base predeterminada. Para establecer el rendimiento normal de una red o un sistema, se usa una línea de base.

Para establecer una línea de base de rendimiento de la red, es necesario reunir datos sobre el rendimiento de los puertos y los dispositivos que son esenciales para el funcionamiento de la red. En la ilustración, se muestran varias preguntas que se responden mediante una línea de base.

Medir el rendimiento y la disponibilidad iniciales de los dispositivos y enlaces de red fundamentales permite que un administrador de red determine la diferencia entre un comportamiento anormal y un rendimiento correcto de la red, a medida que esta crece o cambian los patrones de tráfico.

Una línea de base también proporciona información sobre si el diseño actual de la red puede satisfacer los requisitos comerciales. Sin una línea de base, no existe ningún estándar para medir la naturaleza óptima de los niveles de tráfico y congestión de la red.

Un análisis después de establecer una línea de base inicial también tiende a revelar problemas ocultos. Los datos reunidos muestran la verdadera naturaleza de la congestión, o la congestión potencial, en una red.

4.1. Planificar la primera línea de base

Es importante planificar cuidadosamente la línea de base de rendimiento de la red inicial, ya que establece el marco para medir los efectos de los cambios de la red y los esfuerzos posteriores para resolver problemas.

Para planificar la primera línea de base, siga estos pasos:

Paso 1. Determine qué tipos de datos se deben reunir.

Al establecer la línea de base inicial, comience por seleccionar algunas variables que representen a las políticas definidas. Si se seleccionan demasiados puntos de datos, la cantidad de datos puede ser abrumadora, lo que dificulta el análisis de los datos reunidos.

Comience de manera simple y realice ajustes a lo largo del proceso. Para comenzar, algunas medidas útiles son el uso de interfaz y el uso de CPU.

Paso 2. Identifique los dispositivos y los puertos de interés.

Use la topología de la red para identificar aquellos dispositivos y puertos para los que se deben medir los datos de rendimiento. Los dispositivos y los puertos de interés incluyen:

• Puertos de dispositivos de red que se conectan a otros dispositivos de red
• Servidores
• Usuarios principales
• Cualquier otro elemento que se considere fundamental para las operaciones

Un diagrama de topología lógica de la red puede ser útil en la identificación de los dispositivos y los puertos principales que se van a supervisar. Por ejemplo, en la Imagen 7, el administrador de red resaltó los dispositivos y los puertos de interés que se supervisarán durante la prueba de la línea de base.

Los dispositivos de interés incluyen la PC1 (la terminal de administración) y el SRV1 (el servidor web/TFTP). Los puertos de interés incluyen aquellos puertos en los routers R1, R2 y R3 que se conectan a otros routers o a los switches y, en el R2, el puerto que se conecta al SRV1 (G0/0).

Al reducir la lista de puertos que se sondean, los resultados son concisos, y se minimiza la carga de administración de la red. Recuerde que una interfaz en un router o un switch puede ser una interfaz virtual, como una interfaz virtual de switch (SVI).

Paso 3. Determine la duración de la línea de base.

Para establecer una imagen típica de la red, la duración y la información de la línea de base que se reúne deben ser suficientes. Es importante que se monitoreen las tendencias diarias del tráfico de la red.

También es importante monitorear las tendencias que se producen durante un período más prolongado, como semanas o meses. Por este motivo, al capturar datos para su análisis, el período especificado debe tener, como mínimo, una duración de siete días.

En la Imagen 8, se muestran ejemplos de varias capturas de pantalla de las tendencias del uso de CPU obtenidas durante un día, una semana, un mes o un año.

En este ejemplo, observe que las tendencias de la semana de trabajo son demasiado cortas para revelar el pico de uso recurrente que se produce el sábado por la noche, cada fin de semana, cuando una operación de copia de seguridad de la base de datos consume ancho de banda de la red.

Este patrón recurrente se revela en la tendencia mensual. Una tendencia anual, como la que se muestra en el ejemplo, puede ser demasiado prolongada para proporcionar detalles significativos sobre el rendimiento de línea de base. Sin embargo, puede ayudar a identificar patrones a largo plazo que se deben analizar en profundidad.

Generalmente, las líneas de base no se deben extender durante más de seis semanas, salvo que se deban medir tendencias específicas a largo plazo. Por lo general, una línea de base de dos a cuatro semanas es adecuada.

Las mediciones de una línea de base no se deben realizar durante momentos de patrones de tráfico únicos, dado que los datos proporcionarían una representación imprecisa de las operaciones normales de la red. El análisis de línea de base de la red se debe realizar periódicamente.

5. Medición de los datos

Al documentar la red, con frecuencia es necesario reunir información directamente de los routers y los switches. Los comandos obvios y útiles para la documentación de red incluyen ping, traceroute y telnet, así como los siguientes comandos show:

Tabla de Comandos para la recolección de datos.

Comando	Descripción
show version	Muestra el tiempo de actividad, información sobre la versión del software y del hardware del dispositivo.
show ip interface [brief] show ipv6 interface [brief]	Muestra todas las opciones de configuración establecidas en una interfaz. Use la palabra clave brief para mostrar sólo el estado de actividad/inactividad de las interfaces IP y de la dirección IP de cada una de ellas.
show interfaces [interface_type interface_num]	Muestra la salida detallada de cada interfaz. Para mostrar el resultado detallado de una sola interfaz, incluya el tipo y el número de interfaz en el comando (por ejemplo, gigabitethernet 0/0).
show ip route show ipv6 route	Muestra el contenido de la tabla de enrutamiento.
show arp show ipv6 neighbors	Muestra el contenido de la tabla ARP (IPv4) y la tabla de vecinos (IPv6).
show running-config	Muestra la configuración actual.
show port	Muestra el estado de los puertos en un switch.
show vlan	Muestra el estado de las VLAN en un switch.
show tech-support	Este comando es útil para recopilar una gran cantidad de información sobre el dispositivo para propósitos de resolución de problemas. Ejecuta varios comandos show que se pueden proporcionar a los representantes de soporte técnico al informar un problema.
show ip cache flow	Muestra un resumen de las estadísticas de contabilidad de NetFlow.

5.1. Protocolo simple de gestión de red

La recolección manual de datos mediante los comandos show en dispositivos de red individuales puede tomar muchísimo tiempo y no es una solución escalable. Por esa razón, la recolección manual de datos se debe reservar para las redes más pequeñas o aquellas que se limitan a los dispositivos de red esenciales.

Para diseños de red más simples, en las tareas de línea de base por lo general se combinan la recolección manual de datos con inspectores de protocolos de red simples.

Con frecuencia, para establecer la línea de base de redes grandes y complejas se utiliza un software de administración de red sofisticado.

Establecer una línea de base inicial o realizar un análisis de monitoreo del rendimiento puede requerir muchas horas o muchos días para reflejar el rendimiento de la red con precisión. Con frecuencia, el software de administración de red o los inspectores y analizadores de protocolos se ejecutan continuamente a lo largo del proceso de recolección de datos.

Aquí tienen diez de las herramientas de documentación de red más útiles.