Consulta del estado del conmutador en Packet Tracer: DHCP, IP estática y subcapas de la capa de enlace

Introducción

Administrar un conmutador (switch) implica conocer en todo momento qué hosts están conectados, qué IPs tienen asignadas, qué direcciones MAC los identifican y a qué puertos están conectados. En esta guía se configura una red en Cisco Packet Tracer con varios switches y hosts, se documenta la información de cada equipo en configuración DHCP y en IP estática, y se repasan las funciones de las dos subcapas de la capa de enlace de datos: LLC y MAC.

Topología de red configurada

La red diseñada en Packet Tracer incluye dos switches (Switch 4 y Switch 5) a los que se conectan varios hosts: PC0, PC1, PC2 y un servidor (Server). Inicialmente todos los hosts obtienen su dirección IP de forma dinámica (DHCP/APIPA) y posteriormente se reconfiguran con IP estática.

Primera configuración: hosts con DHCP (direcciones APIPA)

Al activar DHCP en los hosts sin disponer de un servidor DHCP en la red, el sistema operativo asigna automáticamente una dirección APIPA (Automatic Private IP Addressing) del rango 169.254.0.0/16. A continuación se recoge la información de red de cada host en esta configuración inicial:

Las direcciones 169.254.x.x son APIPA: el sistema las genera automáticamente cuando no encuentra un servidor DHCP. Son válidas para comunicación local en el mismo segmento pero no permiten acceso a Internet ni a otras subredes.

Segunda configuración: hosts con IP estática

En la segunda configuración se asignan direcciones IP estáticas a todos los hosts, asegurando que todas pertenecen a la misma red (1.0.0.0/16) para que puedan comunicarse entre sí. Se cambia también el puerto de conexión de algunos hosts en los switches (configuración no auto) y se renombran los equipos.

La conectividad se verifica mediante ping entre todos los PCs de la red.

Al pertenecer todos los hosts al mismo rango de red (1.0.x.x / 255.255.0.0), los pings entre PCs se resuelven correctamente a través de los switches sin necesidad de router.

Subcapas de la capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos (capa 2 del modelo OSI) se divide en dos subcapas con funciones bien diferenciadas: LLC y MAC.

LLC — Control de Enlace Lógico (Logical Link Control)

La subcapa LLC actúa como interfaz entre la capa de red (capa 3) y la subcapa MAC. Sus funciones principales son:

• Multiplexación de protocolos: permite que varios protocolos de capa de red (IPv4, IPv6, ARP…) compartan el mismo enlace físico.
• Control de flujo (opcional): regula la velocidad de transmisión para evitar que el receptor sea desbordado.
• Reconocimiento y retransmisión (opcional): en modos de operación con confirmación, garantiza la entrega correcta de las tramas.

MAC — Control de Acceso al Medio (Media Access Control)

La subcapa MAC determina quién tiene permiso para acceder al medio de transmisión en un momento dado. Existen dos formas de control de acceso: distribuido (todos los dispositivos compiten por el medio) y centralizado (un controlador arbitra el acceso). Sus funciones específicas son:

• Control del acceso al medio físico compartido por varios dispositivos en el mismo canal de comunicación.
• Adición de las direcciones MAC de origen y destino en cada trama transmitida.
• Delimitación de tramas: en el emisor, añade bits de bandera (flags) para que el receptor pueda reconocer el inicio y el final de cada trama.
• Detección del inicio y final de trama en el receptor, a partir de la cadena de bits recibida de la capa física.
• Detección y corrección de errores de transmisión (mediante CRC/FCS).
• Descarte de tramas duplicadas o erróneas para garantizar la integridad de los datos.

Técnicas de control de acceso al medio en la subcapa MAC

El control de acceso al medio es el conjunto de mecanismos y protocolos mediante los que varios dispositivos de una red (ordenadores, teléfonos, etc.) se coordinan para compartir un canal de transmisión común, ya sea un cable eléctrico, un cable óptico o las frecuencias de radio de una red inalámbrica.

Las técnicas más habituales son:

Conclusión

Consultar el estado de un conmutador —qué hosts están conectados, a qué puertos y con qué IPs— es una tarea cotidiana en la administración de redes. La diferencia entre la configuración DHCP (con direcciones APIPA cuando no hay servidor) y la IP estática tiene un impacto directo en la conectividad de la red. Entender además cómo las subcapas LLC y MAC gestionan el acceso al medio completa la comprensión del funcionamiento de la capa de enlace.