UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN EDUCACIÓN CONTINUADA REDES DE PRÓXIMA GENERALCIÓN: HACIA LA CONVERGENCIA DE SERVICIOS Profesor Yezid Donoso - [email protected] Asistente Miguel Navarro - [email protected]

LABORATORIO No. 1 – Telefonía IP y Voz Sobre IP (VoIP) 1. OBJETIVO (S) o Configuración de una red telefónica sobre IP local para teléfonos IP y teléfonos analógicos convencionales. o Conectar dos redes telefónicas de VoIP ubicadas en redes diferentes y realizar llamadas entre ellas. o Configurar enrutamiento entre VLANs a través de un Switch Multicapa (CISCO Catalyst o 3560). o Complementar algunos conocimientos relacionados con enrutamiento y conmutación.

2. LECTURAS PREVIAS o Marco Teórico o Cisco Unified Communications Manager Express. [En Línea] http://www.cisco.com/en/US/products/sw/voicesw/ps4625/index.html o Cisco IP Communication Services for CISCO integrated services router platform [En linea] http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/routers/ps5854/product_data_sheet0900aecd80169812 .pdf

3. MARCO TEORICO 3.1 VLANs [1] Una característica importante de la conmutación de Ethernet es la capacidad para crear redes de área local virtuales (VLAN). Las VLAN segmentan de manera lógica las redes conmutadas según las funciones laborales, departamentos o equipos de proyectos, sin importar la ubicación física de los usuarios o las conexiones físicas a la red. Todas las estaciones de trabajo y servidores utilizados por un grupo de trabajo en particular comparten la misma VLAN, sin importar la conexión física o la ubicación. El tráfico entre las VLAN está restringido. Los switches y puentes envían tráfico unicast, multicast y broadcast sólo en segmentos de LAN que atienden a la VLAN a la que pertenece el tráfico. En otras palabras, los dispositivos en la VLAN sólo se comunican con los dispositivos que Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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están en la misma VLAN. Los routers suministran conectividad entre diferentes VLAN. La figura 1 muestra la segmentación de una red tradicional (sin VLANs) y la segmentación por medio de VLANs.

Figura 1. Segmentación de una red tradicional y segmentación por medio de VLANs. Fuente [1] 3.2 Enlace Troncales [1] Un enlace troncal es un enlace de capa 2 que está corriendo un protocolo de enlace troncal especializado permitiendo llevar tráfico de diferentes VLANs, otro propósito de un enlace troncal es conservar los puertos cuando se crea un enlace entre dos dispositivos que implementan las VLAN. [1] Un enlace troncal puede existir entre estos dispositivos: [2] - Dos Switches - Un Switch y un Router. - Un Switch y una NIC con capacidades de trunking. 3.3 IEEE 802.1q [2] 802.1q es un protocolo de enlace troncal que permite a un solo enlace físico llevar tráfico de diferentes VLANs. Este es un estándar IEEE el cual utiliza etiquetado de trama, es decir, 802.1q inserta un tag dentro del encabezado Ethernet original, entonces re-calcula y actualiza el campo FCS del frame original y transmite el frame sobre el enlace troncal. En nuevo campo (tag) es de 4 bytes y en éste se encuentra el VID (VLAN ID).

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El protocolo 802.1q es referido con frecuencia como “dot-1Q”. La figura 2 muestra un encabezado Ethernet el cual utiliza el protocolo de enlace troncal 802.1q.

Figura 2. Encabezado Ethernet con 802.1q Fuente [2]

3.4 IEEE 802.3af – Power Over Ethernet (PoE)[3] La tecnología Power over Ethernet permite a teléfonos IP, wireless LAN Access Points, webcams y muchos otros dispositivos el recibir potencia (alimentación eléctrica) y datos sobre el mismo cableado de la LAN, sin la necesidad de modificar la infraestructura Ethernet existente.

Figura 3. Típica instalación de PoE Fuente [3] 3.5 Telefonía IP y Voz sobre IP (VoIP)[4][5] La telefonía IP proporciona una forma de ampliar los servicios de comunicaciones de forma consistente para todos sus empleados en sus lugares de trabajo, en cualquier lugar del campus, en sucursales, en lugares de trabajo remoto, o en movimiento. La telefonía IP transmite comunicaciones de voz a través de la red utilizando normas abiertas basadas en Protocolo de Internet. Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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Voz sobre IP (VoIP) define una manera de llevar llamadas de voz a través de una red IP incluyendo la digitalización y el empaquetado de la voz. La telefonía IP utiliza los estándares VoIP para crear un sistema de telefonía de nivel superior, donde características como enrutamiento avanzado de llamada, correo de voz, centros de contacto, etc., puedan ser utilizados. 3.6 SoftPhone [6] El softphone es una aplicación para computadora que permite a los usuarios comunicarse a través de internet, con cualquier ordenador de escritorio, portátil, PDA, o teléfonos IP, así como, con líneas telefónicas tradicionales o teléfonos móviles. 3.7 CISCO IP COMMUNICATOR[7] Cisco IP Communicator es una aplicación de escritorio que convierte su equipo en un teléfono IP de Cisco con todas las funciones, con el que podrá realizar, recibir o gestionar llamadas. Si instala Cisco IP Communicator en un ordenador portátil, puede utilizar Cisco IP Communicator, así como todos los servicios del teléfono y la configuración, desde cualquier ubicación en la que pueda conectarse a la red de su empresa. Por ejemplo, si se encuentra de viaje de negocios, puede utilizar Cisco IP Communicator para recibir llamadas y acceder a los mensajes de voz mientras se encuentra en línea. Si se encuentra trabajando desde casa,

Figura 4. Típica instalación de PoE Fuente [7]

4. MATERIAL A UTILIZAR o o o o

IP Phone de CISCO CISCO IP Communicator Enrutadores y Switches CISCO Teléfonos analógicos convencionales

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5. PROCEDIMIENTO 5.1 TOPOLOGIA A UTILIZAR

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5.2 CONEXIÓN Y ARRANQUE DEL SWITCH MULTICAPA o Inicie una sesión de consola desde HyperTerminal estando conectado al switch multicapa. o Con el fin de no tener configuraciones previas, elimine la configuración actual del switch, siga los siguientes pasos: o Elimine la configuración de las VLANs, siga los siguientes pasos:

o Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando: Switch#delete flash:vlan.dat o A la pregunta de eliminar el archivo vlan.dat, presione la tecla Enter Delete filename [vlan.dat]? [Enter] o A la pregunta de confirmación de eliminación del archivo vlan.dat, presione la tecla Enter Delete flash:vlan.dat? [confirm] [Enter] o Elimine la configuración del archivo actual de configuración, siga los siguientes pasos: o Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando: Switch#reload o A la pregunta de salvar la configuración, digite no y presione la tecla Enter System configuration has been modified. Save? [yes/no]:no [Enter] o A la pregunta de proceder con la recarga, presione la tecla Enter Proceed with reload? [confirm] [Enter] o Espere unos segundos mientras termina la carga del IOS. Ingrese a la CLI para iniciar la configuración del router. Si recibe un mensaje indicando si desea ingresar al diálogo de configuración inicial, digite no y presione la tecla Enter Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]:no [Enter] o Una vez realizado el paso anterior presione la tecla Enter para ingresar al modo usuario. Press RETURN to get started! [Enter] o Asigne un nombre al switch. Desde modo de configuración global, ejecute el siguiente Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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comando: Switch(config)#hostname nombreSwitchMulticapa

5.2.1 Creación de VLANs o Cree cada una de las VLANs que serán utilizadas para el proceso de enrutamiento. o Ejecute los siguientes comandos por cada una de las VLAN: o Desde modo de configuración global cree la VLAN. Ejecute el siguiente comando: Switch(config)#vlan numeroVLAN o Asigne un nombre a la VLAN. Ejecute los siguientes comandos: Switch(config-vlan)#name nombreVLAN

Switch(config-vlan)#exit o Observe la creación de las VLANs. Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando: Switch #show vlan brief

5.2.2 Configuración del enlace troncal (802.1q) A continuación incorporamos los puertos del switch las vlan recién creadas (utilice el comando show ip interface brief para identificar el número de la interfaz): o Desde modo privilegiado asigne el puerto que será utilizado como enlace troncal. Ejecute los siguientes comandos: Switch(config)# interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz Switch(config-if)#description descripciónPuertoConectado Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q Switch(config-if)#switchport trunk native vlan numeroVlanDatos Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1, numeroVlanVoz, numeroVlanDatos Switch(config-if)#switchport mode trunk o Desde modo privilegiado ejecute los siguientes comandos para observar la configuración del enlace troncal: Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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Switch #show interfaces trunk

5.2.3 Creación y configuración de las interfaces VLAN en el switch o Cree las interfaces VLAN para los teléfonos IP y el softphone. Por cada una de las VLAN ejecute los siguientes comandos: Switch(config)#interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz Switch(config-if)#description descripciónPuertoConectado Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q Switch(config-if)#switchport trunk native vlan numeroVlanDatos Switch(config-if)#switchport mode trunk Switch(config-if)#switchport access vlan numeroVlanDatos Switch(config-if)#switchport voice vlan numeroVlanVoz o Una vez creadas las interfaces VLAN, observe la configuración. Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando por cada una de las interfaces VLAN: Switch#show interfaces ethernet | fastEthernet númeroInterfaz status

5.2.4 Creación y configuración de las sub-interfaces para las VLANs en el Router A continuación se crean las vlan en el router haciendo una partición lógica del único interfaz Ethernet que tiene. SHOW IP INTERFACE BRIEF o Active (póngala en estado “UP”) la interfaz del router que está conectada al switch (Interfaz usada como troncal. Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando por cada una de las interfaces VLAN: Router(config)#interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz Router(config-if)#description descripciónPuertoConectado Router(config-if)#no shutdown o Cree las sub-interfaces (lógicas) para cada una de las VLAN de la red (Una para voz y otra para datos). Desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando: Router(config)# interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz.1 Router(config-subif)#description nombreVLAN Router(config-subif)#encapsulation dot1Q numeroVlanVoz Router(config-subif)#ip address direcciónIP_interfazVlanVoz máscaraDeSubred Router(config)#interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz.2 Router(config-subif)#description nombreVLAN Router(config-subif)#encapsulation dot1Q númeroVlanDatos native Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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Router(config-subif)#ip address direcciónIP_interfazVlanDatos

máscaraDeSubred

o Para verificar la correcta creación de las subinterfaces y verificar su estado, desde modo privilegiado ejecute el siguiente comando: Router#show ip interface brief Router#show interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz.1 Router#show interface ethernet | fastEthernet númeroInterfaz.2 Router#show ip route

5.3 CONFIGURACION DE LA RED WAN Nota: El siguiente procedimiento debe realizarlo en cada uno de los enrutadores de la topología. Configuración de las interfaces fast ethernet o Ejecute los siguientes comandos: Router#configure terminal Router(config)#interface FastEthernet0/númeroInterfaz Router(config-if)#ip address direcciónIP máscaraDeSubred Router(config-if)#no shutdown o Verifique la configuración actual. Ejecute los siguientes comandos: Router#show ip interface brief NOTA: Las columnas Status y Protocol, deberán mostrarán Up en ambos casos cuando todos los enrutadores estén correctamente configurados.

NOTA: Para avanzar en el resultado obtenido presione la barra espaciadora o la tecla Enter. También puede salir del resultado presionando las teclas CTRL+C. Configuración del protocolo de enrutamiento RIP V1 o Desde modo de configuración global ingrese al modo de configuración de enrutamiento RIP. Ejecute los siguientes comandos: Router#configure terminal Router(config)#router rip

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o Establezca las redes que harán parte de las actualizaciones de enrutamiento. Por cada una de las redes especificadas en la topología QUE ESTAN DIRECTAMENTE CONECTADAS AL ENRUTADOR QUE ESTA CONFIGURANDO ejecute el siguiente comando: Router(config-router)#network direcciónDeRedDirectamenteConectada o Observe las redes que harán parte del proceso de enrutamiento. Ejecute el siguiente comando: Router#show ip protocols o Observe las redes que están siendo aprendidas por medio de RIP. Ejecute el siguiente comando a intervalos regulares (cada 15 ó 30 segundos): Nota: El siguiente procedimiento debe realizarlo en los enrutadores que conecta las redes de telefonía (Router Centro).

5.4 Cargue Firmware de los Teléfonos IPs en el servidor TFTP del router A continuación se configura el servidor TFTP en el router (asegúrate previamente de que los ficheros que necesitas están cargados en el router). Nota: La carga del archivo debe ser con el nombre exacto ya que el servidor tftp es sensible al uso de mayúsculas y minúsculas. Router(config)#tftp-server apps11.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server cnu11.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server cvm11sccp.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server dsp11.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server jar11sccp.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server SCCP11.8-2-2SR2S.loads Router(config)#tftp-server term06.default.loads Router(config)#tftp-server term11.default.loads Router(config)#tftp-server apps41.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server cnu41.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server cvm41sccp.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server dsp41.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server jar41sccp.8-2-2TR2.sbn Router(config)#tftp-server SCCP41.8-2-2SR2S.loads Router(config)#tftp-server term41.default.loads

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5.5 Configuración básica del ITS (IOS Telephony Service) en el router En primer lugar se cargan los archivos correspondientes a los modelos de los teléfonos del laboratorio, se especifica la dirección IP de la subred de datos para que los teléfonos puedan descargarse su configuración por tftp. También se fija el número de teléfonos posibles (3) y el máximo número de dn (números de directorio) Router(config)#telephony-service Router(config-telephony)#max-ephones 3 Router(config-telephony)#max-dn 3 Router(config-telephony)#ip source-address direcciónIP_interfazVlanVoz port 2000 Router(config-telephony)#auto assign 1 to 3 Router(config-telephony)#system message VoIP_LabIntercon Ahora se crean los ficheros del teléfono CISCO 7911 y 7941 en el call manager a partir de los archivos .bin que se acaban de cargar. Para ello se incluye el siguiente comando: Router(config-telephony)# load 7911 SCCP11.8-2-2SR2S Router(config-telephony)#load 7941 SCCP41.8-2-2SR2S Router(config-telephony)#create cnf-files Ahora ya se pueden configurar los teléfonos. Es necesario tener en cuenta que CISCO distingue teléfonos (ephones) y números de directorio (ephone-dn).

Para configurar los números de directorios se ejecutan los siguientes comandos: Router(config)#ephone-dn 1 Router(config-ephone-dn)#number númeroExtención Router(config-ephone-dn)#name nombreTeléfonoIP (p.e IP_Phone7911) Router(config-ephone-dn)#exit Router(config)#ephone-dn 2 Router(config-ephone-dn)#number númeroExtención Router(config-ephone-dn)#name nombreTelefonoIP (p.e IP_Phone7940) Router(config-ephone-dn)#exit Router(config)#ephone-dn 3 Router(config-ephone-dn)#number númeroExtención Router(config-ephone-dn)#name nombreTelefonoIP (p.e Softphone) Router(config-ephone-dn)#exit Ahora se asignan los números de directorio definidos anteriormente a los teléfonos. Importante: El router asigna el número de ephone en el orden en que se conectan los teléfonos. La dirección MAC es única y propia de cada teléfono. En definitiva, hay que asegurarse de qué MAC corresponde a cada ephone a la hora de configurarlo. Para obtener la MAC del Sofphone (donde está instalado el Cisco IP Comunicator –CIPC) realice estos pasos previos: Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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1. INICIAR LA MAQUINA VIRTUAL 2. DEJAR ACTIVA UNICAMENTE LA INTERFAZ CON NOMBRE LAN 3. OBTENER LA MAC Para registrar cada ephone con su respectiva MAC y asignándole un directorio se ejecutan los siguientes comandos: Router(config)#ephone 1 no multicast-moh mac-address direcciónMacIPphone (p.eAAAA.1111.3333) type númeroTipoIPPhone (p.e 7911, 7941 o CIPC) button 1:1 exit Router(config)#ephone 2 Router(config-ephone)#no multicast-moh Router(config-ephone)#mac-address direcciónMacIPphone (p.e AAAA.1111.3333) Router(config-ephone)#type númeroTipoIPPhone (p.e 7911, 7941 o CIPC) Router(config-ephone)#button 1:2 Router(config-ephone)#exit

Router(config)#ephone 3 Router(config-ephone)#no multicast-moh Router(config-ephone)#mac-address direcciónMacIPphone (p.e AAAA.1111.3333) Router(config-ephone)#type númeroTipoIPPhone (p.e 7911, 7941 o CIPC) Router(config-ephone)#button 1:3 Router(config-ephone)#exit

5.6 Configuración del router como servidor DHCP Para que los teléfonos reciban una IP dinámicamente es necesario que el router sea un servidor DHCP. Para ello se configura lo siguiente. Se reservan unas direcciones que no se asignan Router(config)#ip dhcp excluded-address direcciónIP_interfazVlanVoz Router(config)#ip dhcp excluded-address direcciónIP_interfazVlanDatos Se asigna el rango de direcciones IP que se pueden asignar a los teléfonos. La opción 150 permite que los teléfonos descarguen del router su imagen vía tftp. Router(config)#ip dhcp pool nombrePool Router(dhcp-config)#network redVlanVoz 255.255.255.0 Router(dhcp-config)#domain-name VoIP_LabIntercon Router(dhcp-config)#option 150 ip direcciónIP_interfazVlanVoz Universidad de los Andes – Ingeniería de Sistemas y Computación - Laboratorio (2009)

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Router(dhcp-config)#default-router direcciónIP_interfazVlanVoz Se asigna el rango de direcciones IP que se pueden asignar a otros dispositivos conectados en la red de datos. Router(config)#ip dhcp pool nombrePool Router(dhcp-config)#network redVlanDatos 255.255.255.0 Router(dhcp-config)#default-router direcciónIP_interfazVlanDatos Router(dhcp-config)#domain-name datosLabIntercon 5.7 Configuración interfaz FXS del router para el teléfono analógico y la conexión entre redes telefónicas. Router(config)#dial-peer voice 10 pots Router(config-dial-peer)#destination-pattern númeroExtensiónTeléfonoAnalógicoLocal Router(config-dial-peer)#port 0/1/0 Router(config-dial-peer)#exit

Se configura la salida de llamadas hacia le red con extensiones que inicien con numero ZZ. (p.e si la red del otro grupo de trabajo son las 301, 302, etc, el parámetro seria 30.) Router(config)#dial-peer voice 20 voip Router(config-dial-peer)#destination-pattern ZZ. Router(config-dial-peer)#session target ipv4:direcciónIPinterfaz*** ***Esta es la dirección IP de la interfaz fast ethernet del router que conecta el otro extremo de la red WAN.

5.8 CONECTANDO LOS TELEFONOS Una vez realizado los procedimientos anteriores de manera correcta, se procede a conectar los teléfonos IP en sus respectivos puntos y abrir el programa del Softphone. Al conectar los teléfonos IPs, estos deben proceder a descargar los archivos de configuración desde el router. Debe aparecer un mensaje “upgrading” y un listado de archivos que se están descargando al teléfono. Esto tomara varios minutos y el teléfono IP se reiniciara varias veces. Si la MAC registrada en la configuración de los servicios telefónicos en el router fueron correctamente asignados, el teléfono debe tener tono y tener el número de la extensión en su pantalla.

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5.9 PROBANDO LA CONECTIVIDAD ENTRE DISPOSITIVOS Y REDES o Prueba la conectividad entre enrutadores. Haga ping a cada una de las direcciones ethernet | fastEthernet y seriales de los demás routers. o Haga ping a la dirección IP de la interfaz (ó interfaces) serial de su enrutador. o Haga ping desde la maquina virtual donde está instalado el Sofphone a la dirección IP de su puerta de enlace predeterminada de la VLAN de datos local, puerta de enlace predeterminada de la VLAN de voz local y a cualquier Teléfono IP o softphone de su red. o Realice el mismo procedimiento anterior pero a los equipos y teléfonos de la red remota. NOTA: Recuerde que si no recibe respuestas de eco puede utilizar el comando tracert desde DOS y los comandos show en los enrutadores para determinar el punto de falla.

6. REFERENCIAS [1] CISCO SYSTEM. Programa de la Academia de Networking de CISCO. CCNA 3 Principios básicos de conmutación y enrutamiento intermedio v3.1. [2] CISCO NETWORKING ACADEMY PROGRAM. CCNP: Building Multilayer Switched Networks v5.0. Module 2: Defining VLANs. [3] White Paper on Power Over Ethernet (IEEE802.3af) - a Radical New Technology, [En línea] http://www.poweroverethernet.com/articles.php?article_id=52 [4]IP Telephony – Introduction [En línea] http://www.cisco.com/en/US/products/ps6788/Products_Sub_Category_Home.html [5]Telephony/Voice over IP (VoIP) – Introduction [En línea] http://www.cisco.com/en/US/tech/tk652/tk701/tsd_technology_support_protocol_home.html [6] Softphone para IBM Lotus Notes [En línea] & IBM Lotus Sametime www.iscoord.com/fileadmin/documents/is-phone-Flyer-SP-V7.pdf [7] Cisco IP Communicator versión 2.0 – Guía del Teléfono

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