Repaso rápido: Hardware – CCNA

Lo que realmente debes saber

El tema Hardware en CCNA trata sobre los dispositivos físicos y componentes que permiten que la red funcione: routers, switches, access points, puertos, interfaces, cables, módulos de fibra, alimentación PoE y enlaces físicos.

Aunque el CCNA está muy centrado en routing, switching y configuración, los problemas reales de red suelen empezar en Layer 1: cable incorrecto, puerto apagado, módulo incompatible, duplex incorrecto, fibra dañada, alimentación PoE insuficiente o interfaz física down.

El punto central es este: antes de buscar problemas complejos de routing o ACL, siempre debes verificar que la capa física funcione correctamente.

Conceptos clave

• Router: conecta redes diferentes y reenvía paquetes Layer 3.
• Switch: conecta dispositivos en la LAN y reenvía tramas Layer 2.
• Access point: conecta clientes wireless a la red cableada.
• RJ-45: conector común para Ethernet sobre cobre.
• Fibra óptica: medio físico usado para enlaces de alta velocidad o larga distancia.
• SFP: módulo transceiver insertado en puertos compatibles para cobre o fibra.
• PoE: Power over Ethernet, alimentación eléctrica mediante cable Ethernet.
• UTP/STP: cables de cobre no apantallados o apantallados.
• Fibra multimodo: fibra usada a menudo para distancias más cortas.
• Fibra monomodo: fibra usada para distancias más largas.
• MTU: tamaño máximo de la trama o paquete transportable.
• Throughput: cantidad real de datos transferidos.
• Duplex: modo de transmisión, half o full duplex.
• Troubleshooting Layer 1: verificación física de cables, puertos, módulos, alimentación y señal.

Diferencias que no debes confundir

Concepto	Significado principal
Router	Conecta redes diferentes
Switch	Conecta dispositivos en la LAN
Access point	Proporciona acceso wireless
RJ-45	Conector Ethernet cobre
SFP	Módulo transceiver
PoE	Alimentación mediante Ethernet
UTP	Cable cobre no apantallado
STP	Cable cobre apantallado
Multimodo	Fibra para distancias más cortas
Monomodo	Fibra para distancias más largas
MTU	Tamaño máximo transportable
Throughput	Prestación real de transferencia

Router

Un router conecta redes diferentes y toma decisiones según direcciones IP.

Ejemplos de uso:

• conectar una LAN a Internet;
• conectar sedes diferentes;
• hacer routing entre subnets;
• aplicar NAT;
• gestionar default route;
• participar en protocolos de routing como OSPF.

En CCNA debes distinguir claramente router y switch: el router trabaja principalmente en Layer 3, mientras que el switch Layer 2 reenvía tramas dentro de una LAN o VLAN.

Switch

Un switch conecta dispositivos en la misma red local o en VLAN diferentes.

Funciones típicas:

• conectar PC, impresoras, servidores y access points;
• reenviar tramas Ethernet;
• aprender MAC address;
• separar tráfico con VLAN;
• soportar trunk;
• proporcionar PoE a access points o teléfonos IP;
• aplicar controles Layer 2 como port security.

Un switch Layer 2 no hace routing entre VLAN, a menos que sea un switch Layer 3 con funcionalidades de routing.

Access point

Un access point permite que los clientes wireless se conecten a la red.

El AP comunica por radio con los clientes y mediante cable Ethernet con la red cableada.

Un access point puede ser:

• standalone;
• lightweight gestionado por controlador;
• cloud-managed.

Muchos access points reciben alimentación mediante PoE, por lo que un problema wireless también puede depender del switch, cable, puerto o budget PoE.

Puertos e interfaces

Los dispositivos de red tienen puertos e interfaces diferentes.

Ejemplos:

• puertos Ethernet RJ-45;
• puertos de fibra;
• puertos SFP o SFP+;
• puerto console;
• puerto management;
• interfaces virtuales como VLAN interface o loopback.

En troubleshooting debes distinguir entre problema físico del puerto y problema lógico de configuración.

Ejemplo: un puerto puede estar físicamente up pero configurado en la VLAN equivocada, o puede estar down por cable desconectado.

RJ-45 y cobre Ethernet

RJ-45 es el conector más común en cables Ethernet de cobre.

Se usa para conectar:

• PC a switch;
• switch a switch;
• switch a access point;
• switch a router;
• teléfonos IP;
• impresoras y dispositivos de red.

Los cables Ethernet modernos usan normalmente pares trenzados y soportan diferentes velocidades según categoría, calidad y distancia.

Cables UTP y STP

Los cables de cobre pueden ser:

• UTP, Unshielded Twisted Pair;
• STP, Shielded Twisted Pair.

UTP es muy común porque es económico y fácil de instalar.

STP incluye apantallamiento para reducir interferencias electromagnéticas, pero requiere instalación correcta para ser realmente útil.

Para CCNA debes saber que interferencias, cables dañados o terminaciones incorrectas pueden causar problemas Layer 1.

Categorías de cables

Las categorías de cables Ethernet indican capacidad y prestaciones.

Ejemplos comunes:

• Cat5e;
• Cat6;
• Cat6a.

En general, categorías superiores soportan velocidades más altas o mejores prestaciones en ciertas distancias.

En escenarios reales, velocidad y fiabilidad también dependen de:

• longitud del cable;
• calidad del cableado;
• terminaciones;
• interferencias;
• patch panels;
• puertos de los dispositivos.

Fibra óptica

La fibra óptica usa luz para transmitir datos.

Ventajas:

• distancias mayores que el cobre;
• alta velocidad;
• menor sensibilidad a interferencias electromagnéticas;
• útil para backbone y enlaces entre switches o edificios.

La fibra puede requerir módulos transceiver compatibles y conectores correctos.

Problemas comunes:

• fibra sucia o dañada;
• conector incorrecto;
• módulo incompatible;
• TX/RX invertidos;
• budget óptico insuficiente;
• tipo de fibra equivocado.

Fibra multimodo y monomodo

La fibra multimodo se usa a menudo para distancias más cortas, por ejemplo en data centers o edificios.

La fibra monomodo es adecuada para distancias más largas y enlaces geográficos más extensos.

Diferencia simple:

• multimodo = distancias más cortas;
• monomodo = distancias más largas.

Para CCNA debes reconocer que no todos los módulos de fibra ni todas las fibras son intercambiables.

SFP, SFP+ y transceivers

Los SFP son módulos transceiver insertados en puertos compatibles.

Pueden soportar:

• cobre;
• fibra multimodo;
• fibra monomodo;
• velocidades diferentes;
• distancias diferentes.

SFP y SFP+ no siempre son equivalentes. SFP+ suele asociarse a velocidades superiores, como 10 Gbps.

En troubleshooting, si un enlace de fibra no sube, comprueba compatibilidad entre:

• módulo;
• puerto;
• tipo de fibra;
• velocidad;
• distancia;
• conectores;
• soporte del vendor.

PoE

PoE, Power over Ethernet, permite alimentar dispositivos mediante cable Ethernet.

Dispositivos comunes alimentados por PoE:

• access points;
• teléfonos IP;
• cámaras IP;
• sensores;
• pequeños dispositivos de red.

Ventajas:

• menos alimentadores separados;
• instalación más simple;
• gestión centralizada de la alimentación;
• útil para dispositivos instalados en techo o zonas difíciles.

Problemas comunes:

• switch sin soporte PoE;
• budget PoE insuficiente;
• estándar PoE incompatible;
• cable defectuoso;
• puerto no configurado o deshabilitado;
• dispositivo que requiere más potencia de la disponible.

Estándares PoE

Existen varios estándares PoE, con potencias diferentes.

Concepto general:

• algunos dispositivos requieren poca potencia;
• otros, como access points avanzados o cámaras, pueden requerir más potencia;
• el switch tiene un budget total PoE;
• si el budget se agota, algunos dispositivos podrían no alimentarse.

Para CCNA no hace falta memorizar cada valor avanzado, pero debes entender el concepto de compatibilidad y budget PoE.

Velocidades Ethernet

Las redes Ethernet pueden funcionar a velocidades diferentes.

Ejemplos:

• 10 Mbps;
• 100 Mbps;
• 1 Gbps;
• 10 Gbps;
• velocidades superiores en entornos modernos.

La velocidad efectiva depende de puertos, cables, módulos, configuración, negociación y calidad del enlace.

Si un puerto negocia a velocidad inferior a la esperada, comprueba cable, categoría, interfaz, autonegotiation y configuración.

Duplex

El duplex indica cómo ocurre la transmisión.

• Half duplex: el dispositivo no transmite y recibe al mismo tiempo.
• Full duplex: el dispositivo puede transmitir y recibir al mismo tiempo.

En redes modernas, full duplex normalmente es lo esperado.

Un mismatch duplex puede causar:

• colisiones;
• errores;
• throughput bajo;
• rendimiento inestable.

Para CCNA debes recordar que problemas de speed/duplex pueden parecer problemas de aplicación pero nacer de Layer 1 o Layer 2.

MTU

MTU significa Maximum Transmission Unit.

Indica el tamaño máximo del paquete o trama que puede transportarse sin fragmentación o problemas.

En Ethernet clásica, el valor típico es 1500 bytes para el payload IP.

Problemas MTU pueden causar:

• tráfico que funciona con paquetes pequeños pero falla con paquetes grandes;
• problemas en VPN o túneles;
• fragmentación;
• aplicaciones lentas o inestables.

Para CCNA debes conocer el concepto general de MTU y su impacto en la transmisión.

Throughput

El throughput es la cantidad real de datos transferidos en un período.

No coincide siempre con la velocidad nominal del enlace.

Ejemplo:

• enlace nominal 1 Gbps;
• throughput real inferior por overhead, congestión, errores, aplicaciones o límites hardware.

Factores que influyen en throughput:

• velocidad de puerto;
• duplex;
• calidad del cable;
• errores de interfaz;
• congestión;
• CPU del dispositivo;
• MTU;
• tráfico broadcast;
• políticas y ACL;
• interferencia wireless.

Fiabilidad física

Una red fiable requiere cableado y componentes físicos ordenados.

Buenas prácticas:

• etiquetar cables;
• usar patch panels ordenados;
• documentar puertos;
• evitar cables demasiado doblados;
• respetar distancias máximas;
• proteger fibra y conectores;
• usar módulos compatibles;
• controlar alimentación y PoE;
• mantener racks ordenados;
• documentar enlaces críticos.

Muchos downtime derivan de errores simples de cableado o documentación.

Troubleshooting Layer 1

El troubleshooting Layer 1 verifica la capa física.

Controles típicos:

• cable conectado;
• cable correcto;
• puerto activo;
• LED del puerto;
• interfaz up/down;
• módulo SFP insertado correctamente;
• fibra limpia;
• TX/RX correctos;
• alimentación disponible;
• PoE suficiente;
• velocidad y duplex;
• errores CRC o input errors;
• distancia soportada.

Antes de analizar routing, ACL o DNS, verifica que el enlace físico funcione.

Comandos útiles

Comandos Cisco útiles en troubleshooting hardware y Layer 1:

• show interfaces;
• show ip interface brief;
• show interfaces status;
• show controllers;
• show power inline;
• show inventory;
• show version;
• show logging.

Ejemplos:

• show interfaces puede mostrar errores, CRC, duplex, speed y estado;
• show power inline puede ayudar en problemas PoE;
• show inventory puede mostrar módulos y componentes reconocidos;
• show interfaces status puede ayudar a ver rápidamente puertos conectados y VLAN.

Errores comunes en los quiz

• Buscar inmediatamente problemas de routing sin comprobar Layer 1.
• Confundir router y switch.
• Pensar que un access point funciona sin conexión cableada o alimentación.
• Confundir RJ-45 y fibra.
• Pensar que todos los SFP son compatibles entre sí.
• Usar fibra monomodo y multimodo sin distinguirlas.
• Olvidar el budget PoE.
• Confundir velocidad nominal y throughput real.
• Ignorar problemas de duplex.
• Pensar que MTU se refiere solo a aplicaciones.
• Olvidar que cables defectuosos pueden causar errores intermitentes.
• No comprobar LED, estado del puerto y contadores de errores.

Mini escenario de examen

Un access point recién instalado no se enciende. La configuración wireless parece correcta, pero el dispositivo sigue apagado.

La causa más probable es un problema físico o PoE: puerto switch sin PoE, budget PoE insuficiente, cable defectuoso o estándar PoE incompatible.

Otro escenario: un enlace entre dos switches por fibra no sube. Antes de comprobar routing o VLAN, hay que verificar módulo SFP, tipo de fibra, conectores, TX/RX y compatibilidad del puerto.

Mini checklist antes del quiz

Antes de empezar el quiz deberías saber explicar:

• la diferencia entre router, switch y access point;
• para qué sirve un puerto RJ-45;
• cuándo se usa fibra óptica;
• la diferencia entre fibra multimodo y monomodo;
• qué hace un módulo SFP;
• para qué sirve PoE;
• qué significa budget PoE;
• qué indican velocidad y duplex;
• qué significa MTU;
• la diferencia entre velocidad nominal y throughput;
• qué problemas son típicos de Layer 1;
• qué comandos ayudan en troubleshooting físico.