ETIQUETADO DE TRAMAS DE ETHERNET PARA LA IDENTIFICACIÓN DE VLAN

Los switches de la serie Catalyst 2960 son dispositivos de capa 2. Estos utilizan la información del encabezado de la trama de Ethernet para reenviar paquetes. No poseen tablas de routing. El encabezado de las tramas de Ethernet estándar no contiene información sobre la VLAN a la que pertenece la trama; por lo tanto, cuando las tramas de Ethernet se colocan en un enlace troncal, se debe agregar la información sobre las VLAN a las que pertenecen. Este proceso, denominado “etiquetado”, se logra mediante el uso del encabezado IEEE 802.1Q, especificado en el estándar IEEE 802.1Q. El encabezado 802.1Q incluye una etiqueta de 4 bytes insertada en el encabezado de la trama de Ethernet original que especifica la VLAN a la que pertenece la trama.

Cuando el switch recibe una trama en un puerto configurado en modo de acceso y asignado a una VLAN, el switch coloca una etiqueta VLAN en el encabezado de la trama, vuelve a calcular la secuencia de verificación de tramas (FCS) y envía la trama etiquetada por un puerto de enlace troncal.

Detalles del campo de etiqueta de la VLAN

El campo de etiqueta de la VLAN consta de un campo de tipo, un campo de prioridad, un campo de identificador de formato canónico y un campo de ID de la VLAN:

  • Tipo: es un valor de 2 bytes denominado “ID de protocolo de etiqueta” (TPID). Para Ethernet, este valor se establece en 0x8100 hexadecimal.
  • Prioridad de usuario: es un valor de 3 bits que admite la implementación de nivel o de servicio.
  • Identificador de formato canónico (CFI): es un identificador de 1 bit que habilita las tramas Token Ring que se van a transportar a través de los enlaces Ethernet.
  • ID de VLAN (VID): es un número de identificación de VLAN de 12 bits que admite hasta 4096 ID de VLAN.

Una vez que el switch introduce los campos Tipo y de información de control de etiquetas, vuelve a calcular los valores de la FCS e inserta la nueva FCS en la trama.

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PUERTOS EN ESTADO DE INHABILITACIÓN POR ERRORES

Cuando se configura un puerto con seguridad de puertos, una violación puede provocar que el puerto se inhabilite por errores. Cuando un puerto se inhabilita por errores, se desactiva eficazmente, y no se envía ni se recibe tráfico en ese puerto. En la consola (figura 1), se muestra una serie de mensajes relacionados con la seguridad del puerto.

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Nota: el estado del enlace y del protocolo del puerto cambia a down (inactivo).

El LED del puerto se apagará. El comando show interfaces identifica el estado del puerto como err-disabled (figura 2). El resultado del comando show port-security interface ahora muestra el estado del puerto como secure-shutdown. Debido a que el modo de violación de seguridad de puertos está establecido en shutdown, el puerto que experimenta la violación de seguridad pasa al estado de inhabilitación por errores.

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El administrador debe determinar la causa de la violación de seguridad antes de volver a habilitar el puerto. Si hay un dispositivo no autorizado conectado a un puerto seguro, el puerto no se debe volver a habilitar hasta que se elimine la amenaza de seguridad. Para volver a habilitar el puerto, use el comando shutdown del modo de configuración de interfaz (figura 3). Luego, use el comando no shutdown del modo de configuración de interfaz para que el puerto funcione.

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SEGURIDAD DE PUERTOS: VERIFICACIÓN

Verificar la seguridad del puerto

Después de configurar la seguridad de puertos en un switch, revise cada interfaz para verificar que la seguridad de puertos y las direcciones MAC estáticas se configuraron correctamente.

Verificar los parámetros de seguridad de puerto

Para mostrar la configuración de seguridad de puertos para el switch o la interfaz especificada, use el comando show port-security interface [id-interfaz]. El resultado de la configuración de la seguridad del puerto dinámico se muestra en la figura 1. De manera predeterminada, se permite una dirección MAC en este puerto.

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El resultado que se muestra en la figura 2 muestra los valores de la configuración de seguridad del puerto persistente. La cantidad máxima de direcciones se estableció en 10, como se configuró.

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Nota: la dirección MAC se identifica como sticky MAC (MAC persistente).

Las direcciones MAC persistentes se agregan a la tabla de direcciones MAC y a la configuración en ejecución. Como se muestra en la figura 3, la dirección MAC persistente de la PC2 se agregó a la configuración en ejecución para S1.

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Verificar las direcciones MAC seguras

Para mostrar todas las direcciones MAC seguras configuradas en todas las interfaces del switch o en una interfaz especificada con la información de vencimiento para cada una, use el comando show port-security address. Como se muestra en la figura 4, las direcciones MAC seguras se indican junto con los tipos.

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SEGURIDAD DE PUERTOS: CONFIGURACIÓN

En la figura 1, se resume la configuración predeterminada de seguridad de puerto en un switch Cisco Catalyst.

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En la figura 2, se muestran los comandos de CLI de Cisco IOS necesarios para configurar la seguridad de puertos en el puerto Fast Ethernet F0/18 del switch S1. Observe que el ejemplo no especifica un modo de violación. En este ejemplo, el modo de violación es shutdown, el modo predeterminado.

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En la figura 3, se muestra cómo habilitar las direcciones MAC seguras persistentes para la seguridad de puertos en el puerto Fast Ethernet 0/19 del switch S1. Como se mencionó anteriormente, la cantidad máxima de direcciones MAC seguras se puede configurar de forma manual. En este ejemplo, la sintaxis del comando de Cisco IOS se utiliza para establecer en 10 la cantidad máxima de direcciones MAC para el puerto 0/19. De manera predeterminada, el modo de violación se establece en shutdown.

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SEGURIDAD DE PUERTOS: MODOS DE VIOLACIÓN DE SEGURIDAD

Se puede configurar una interfaz para uno de tres modos de violación, con la acción específica que se debe realizar si se produce una violación. La figura muestra los tipos de tráficos de datos que se envían cuando se configura en el puerto uno de los siguientes modos de violación de seguridad.

Protect (Proteger): cuando la cantidad de direcciones MAC seguras alcanza el límite permitido para el puerto, los paquetes con direcciones de origen desconocidas se descartan hasta que se elimine una cantidad suficiente de direcciones MAC seguras o se aumente la cantidad máxima de direcciones permitidas. No hay ninguna notificación de que se produjo una violación de seguridad.

Restrict (Restringir): cuando la cantidad de direcciones MAC seguras alcanza el límite permitido para el puerto, los paquetes con direcciones de origen desconocidas se descartan hasta que se elimine una cantidad suficiente de direcciones MAC seguras o se aumente la cantidad máxima de direcciones permitidas. En este modo, hay una notificación de que se produjo una violación de seguridad.

Shutdown (Desactivar): en este modo (predeterminado), una violación de seguridad de puerto produce que la interfaz se inhabilite de inmediato por errores y que se apague el LED del puerto. Aumenta el contador de violaciones. Cuando un puerto seguro está en el estado inhabilitado por errores, se lo puede sacar de este estado si se introduce el comando de modo de configuración de interfaz shutdown seguido por el comando no shutdown.

Para cambiar el modo de violación en un puerto de switch, use el comando del modo de configuración de interfaz switchport port-security violation {protect | restrict | shutdown}.

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SEGURIDAD DE PUERTOS: FUNCIONAMIENTO

Seguridad de puertos

Se deben proteger todos los puertos (interfaces) del switch antes de implementar el dispositivo para la producción. Una forma de proteger los puertos es mediante la implementación de una característica denominada “seguridad de puertos”. La seguridad de puerto limita la cantidad de direcciones MAC válidas permitidas en el puerto. Se permite el acceso a las direcciones MAC de los dispositivos legítimos, mientras que otras direcciones MAC se rechazan.

La seguridad de puertos se puede configurar para permitir una o más direcciones MAC. Si la cantidad de direcciones MAC permitidas en el puerto se limita a una, solo el dispositivo con esa dirección MAC específica puede conectarse correctamente al puerto.

Si se configura un puerto como seguro y se alcanza la cantidad máxima de direcciones MAC, cualquier intento adicional de conexión de las direcciones MAC desconocidas genera una violación de seguridad. En la figura 1, se resumen estos puntos.

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Tipos de direcciones MAC seguras

Existen varias maneras de configurar la seguridad de puerto. El tipo de dirección segura se basa en la configuración e incluye lo siguiente:

Direcciones MAC seguras estáticas: son direcciones MAC que se configuran manualmente en un puerto mediante el comando switchport port-security mac-address dirección-mac (comando del modo de configuración de interfaz) Las direcciones MAC configuradas de esta forma se almacenan en la tabla de direcciones y se agregan a la configuración en ejecución del switch.

Direcciones MAC seguras dinámicas: son direcciones MAC detectadas dinámicamente y se almacenan solamente en la tabla de direcciones. Las direcciones MAC configuradas de esta manera se eliminan cuando el switch se reinicia.

Direcciones MAC seguras persistentes: son direcciones MAC que pueden detectarse de forma dinámica o configurarse de forma manual, y que después se almacenan en la tabla de direcciones y se agregan a la configuración en ejecución.

Direcciones MAC seguras persistentes

Para configurar una interfaz a fin de convertir las direcciones MAC detectadas dinámicamente en direcciones MAC seguras persistentes y agregarlas a la configuración en ejecución, debe habilitar el aprendizaje por persistencia. El aprendizaje por persistencia se habilita en una interfaz mediante el comando switchport port-security mac-address sticky del modo de configuración de interfaz.

Cuando se introduce este comando, el switch convierte todas las direcciones MAC detectadas dinámicamente en direcciones MAC seguras persistentes, incluso las que se detectaron dinámicamente antes de que se habilitara el aprendizaje por persistencia. Todas las direcciones MAC seguras persistentes se agregan a la tabla de direcciones y a la configuración en ejecución.

Las direcciones MAC seguras persistentes también se pueden definir manualmente. Cuando se configuran las direcciones MAC seguras persistentes con el comando de configuración de interfaz switchport port-security mac-address sticky dirección-mac todas las direcciones especificadas se agregan a la tabla de direcciones y a la configuración en ejecución.

Si se guardan las direcciones MAC seguras persistentes en el archivo de configuración de inicio, cuando el switch se reinicia o la interfaz se desactiva, la interfaz no necesita volver a aprender las direcciones. Si no se guardan las direcciones seguras persistentes, estas se pierden.

Si se inhabilita el aprendizaje por persistencia mediante el comando no switchport port-security mac-address sticky del modo de configuración de interfaz, las direcciones MAC seguras persistentes siguen formando parte de la tabla de direcciones, pero se eliminan de la configuración en ejecución.

En la figura 2, se muestran las características de las direcciones MAC seguras persistentes.

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Nota: La característica de seguridad de puertos no funciona hasta que se habilita la seguridad de puertos en la interfaz mediante el comando switchport po

ASEGURAR LOS PUERTOS SIN UTILIZAR

Deshabilitar puertos en desuso

Un método simple que muchos administradores usan para contribuir a la seguridad de la red ante accesos no autorizados es inhabilitar todos los puertos del switch que no se utilizan. Por ejemplo, si un switch Catalyst 2960 tiene 24 puertos y hay tres conexiones Fast Ethernet en uso, es aconsejable inhabilitar los 21 puertos que no se utilizan. Navegue hasta todos los puertos que no se utilizan y emita el comando shutdown de Cisco IOS. Si, más adelante, se debe reactivar un puerto, se puede habilitar con el comando no shutdown La figura muestra el resultado parcial para esta configuración.

Realizar cambios de configuración a varios puertos de un switch es sencillo. Si se debe configurar un rango de puertos, use el comando interface range.

Switch(config)# interface range escriba el módulo/primer-número – último-número

El proceso de habilitación e inhabilitación de puertos puede llevar mucho tiempo, pero mejora la seguridad de la red y vale la pena el esfuerzo.

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