Administrador de redes

Administrador de redes
Módulo 1. Redes de comunicación Junio 2011 Antonio J. Emperador Sau

1. Introducción a TCP/IP

1. Introducción a TCP/IP Breve historia de TCP/IP
Necesidades del DoD de EE.UU.: Protocolos comunes Interoperabilidad Comunicaciones sólidas Facilidad de reconfiguración Fechas: 1968: ARPA (Advanced Research Project Agency) 1983: Conjunto inicial de protocolos TCP/IP como norma en ARPAnet 1986: comercialización y apertura de ARPAnet = Internet

1. Introducción a TCP/IP Necesidades de normas abiertas:
Contra las normas propietarias Intento de la ISO (Organización Internacional de Normalización) mediante la OSI (Interconexión Abierta de Sistemas) Conjunto existente: conjunto de protocolos Internet (o pila de protocolos TCP/IP) Implantación por todos los fabricantes Administración de Internet El IAB (Internet Activities Board) coordina Internet Tiene dos grupos de trabajo: IETF: Internet Engineering Task Force IRTF: Internet Research Task Force Dos organizaciones hacen de enlace con el IAB: FNC: Federal Networking Council Isoc: Internet Society

1. Introducción a TCP/IP Proceso de normalización de Internet:
Se hace a través de documentos RFC (Request for Comment – Solicitud de comentarios) Dependiendo de su estado en el proceso de normalización: Norma (Standard): protocolo estándar oficial Borrador de norma (Draft Standard): en fase de estudio previo a ser norma Propuesta de norma (Proposed Standard): en fase de estudio para su futura normalización Experimental: en pruebas Histórico (Historic): superado y ya no es estándar Dependiendo de su nivel de requisito: Requerido (Required): debe implementarse Recomendado (Recommended): debería implementarse Opcional (Elective): puede implementarse si se desea Limitado (Limited): puede ser de utilidad en algún caso No recomendado (Not recommended): históricos no recomendados

2. Redes de área local (LAN)

2. Redes de área local Redes de área local (LAN o RAL)
Son estructuras de hardware y software que permiten la comunicación de datos Nacen de la necesidad de compartir recursos (impresoras, directorios, información, …) Dos tipos fundamentales: Redes igualitarias: no existe el concepto de servidor (todas las estaciones son iguales) Redes Cliente/Servidor: uno o varios dispositivos gestionan gran parte de los servicios Arquitectura Cliente/Servidor Ordenador dedicado que permite compartir periféricos con otros ordenadores: Servidor de archivos Servidor de impresión Servidor de comunicaciones Servidor de correo electrónico El resto se les llama estaciones de trabajo

2. Redes de área local Elementos de conexión:
Son los cables, tarjetas, equipos, etc. que conectan entre sí los dispositivos Cables: Cable coaxial Par trenzado sin apantallar (UTP) Par trenzado apantallado (STP) Fibra óptica Transmisión inalámbrica (radio, infrarrojos, etc.) Tarjetas de red Concentradores (hubs) Conmutadores (switch) Puentes (bridges) Enrutadores (routers) Puntos de acceso (Access Point)

2. Redes de área local Medios de conexión

2. Redes de área local Conectores BNC Fibra óptica RJ-45

2. Redes de área local Otros elementos

2. Redes de área local Topologías:
Forma geométrica en que están distribuidos los elementos de red y los cables que los conectan Formas básicas: Topología en bus Configuración en anillo Configuración en estrella Configuración mixta en estrella/bus Topología física y lógica (Ethernet): Físicamente en estrella Lógicamente en bus

2. Redes de área local Paquetes de datos:
Los datos no se envían en bloque sino divididos en fragmentos (paquetes) Tienen, al menos, cuatro partes: Cabecera: Identificador de bloque de comienzo Identificador del destino del paquete Identificador del origen del paquete Protocolo utilizado Información: lo que se va a transmitir Control de errores: verificación para conocer si se han recibido correctamente Bloque final: el paquete ha finalizado

3. Protocolos de comunicación

3. Protocolos de comunicación (1)
Diálogos: Negociación Conversaciones que abren “sesiones” Organización Finalización Protolos de comunicación en forma de capas Comunicación de datos = Comunicación humana Usan protocolos Comunicación en forma de capas aisladas = Arquitectura de capas

División en partes fácilmente manejables El cambio en una capa no afecta a las capas restantes La capa inferior guarda el mensaje entregado por una superior en un paquete distinto Los protocolos tienen aspecto apilado Es posible mezclar y ensamblar capas Cada capa sigue procedimientos concretos para comunicarse con capas adyacentes Mecanismo de dirección desde origen a destino Cada capa del remitente se comunica con la correspondiente del destinatario Pueden producirse errores y hay que controlarlos

El modelo de referencia OSI Creado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) No se usa pero es la norma de descripción de los protocolos Siete capas en forma de pila Cada capa sólo se comunica con las adyacentes Se numeran desde abajo

Capa 1 - Física Comunica directamente con el medio de comunicación Tiene dos responsabilidades: enviar y recibir bits El bit (dígito binario) es la unidad básica de información en comunicación de datos Los bits se representan por cambios en las señales del medio de la red (distintos voltajes, tonos de audio, cambios de alto a bajo voltaje, …) Gran cantidad de medios de comunicación de datos La capa 1 no describe los medios sino la forma en que los datos se codifican en señales y las características de la interfaz de conexión. En la práctica sí que incluyen características del medio

Capa 2 – Enlace de datos Los dispositivos que se comunican se denominan nodos Esta capa es responsable de proporcionar comunicación nodo a nodo en una misma red de área local (LAN) Funciones: Proporciona un mecanismo de direcciones que permita entregar los mensajes en los nodos Traduce los mensajes de capas superiores en bits que se puedan transmitir en la capa física Cuando se recibe un mensaje se le da formato en forma de trama de datos (paquete). La trama suele tener secciones llamadas campos Transmisión: el emisor transmite la trama; todos los nodos ven la trama y examinan la dirección destino; si es su dirección, esta capa recibe la trama y la envía a la siguiente capa.

Capa 3 – Red Las redes pequeñas se componen de una sola LAN pero las hay de varios segmentos (interred) Se reduce el tráfico y se aíslan zonas Ya no se puede asegurar los envíos de una red a otra Para la entrega de mensajes, cada red se identifica por una dirección de red La capa de red añade en cabecera las direcciones de red origen y destino. El resultado (capa de red + cabeceras) = paquete El proceso de llevar paquetes a la red correcta se llama encaminamiento Tipos de nodos en capa 3: Nodos finales: servicios a usuarios (no encaminan) – hosts Encaminadores: realizan el encaminamiento - gateways

Capa 4 – Transporte (1) Todas las redes establecen un tamaño máximo para las tramas (Ethernet, bytes), debido a: Mejora de rendimiento: no monopolizar la red, estableciendo turnos. Menor transmisión de datos en caso de error. La capa de transporte divide los mensajes en fragmentos de tamaño límite de la red. El receptor reensambla los fragmentos (orden posiblemente incorrecto) Esta capa asigna una identificación de punto de acceso a servicio (SAP o puerto en TCP/IP) para identificar el proceso que origina el mensaje

Capa 4 – Transporte (2) La identificación de mensajes de distintos procesos para la transmisión por el mismo medio se llama multiplexión. La recuperación de mensajes y su encaminamiento a los procesos adecuados se llama desmultiplexión También se suele encargar de detección de errores: Entrega fiable: los errores son detectados Entrega no fiable: los errores no se verifican (los mensajes se llaman datagramas) A veces se prefiere entrega no fiable (¡atención!)

Capa 5 – Sesión Se encarga del control de diálogos entre los nodos Modos de diálogo: Simplex: un nodo transmite de manera exclusiva mientras otro recibe de manera exclusiva Half-duplex: un solo nodo puede transmitir en un momento dado y los nodos se turnan para transmitir Full-duplex: los nodos pueden transmitir y recibir simultáneamente. Se requiere control de flujo para coordinar las velocidades de envío y recepción. Fases de las sesiones: Establecimiento de la conexión Transferencia de datos Liberación de la conexión

Capa 6 – Presentación Presenta los datos a la capa de aplicación A veces traduce los datos de un formato a otro Encripta/desencripta la información Comprime/descomprime la información No se suele presentar esta capa en la práctica

Capa 7 – Aplicación Proporciona los servicios utilizados por las aplicaciones para que los usuarios se comuniquen por red. Ejemplos de servicios: Transporte de correo electrónico Acceso a archivos remotos Ejecución de tareas remotas Directorios Administración de red A veces los diseñadores de programas proporcionan interfaces de programa de aplicación (API) para el desarrollo

Características de los protocolos en forma de capas: PDU (unidad de datos de protocolo): información de control de una capa más los datos de la capa superior. Encapsulación: cuando el protocolo utiliza cabeceras o pies para empaquetar los datos de otro protocolo Desencapsulación: el proceso inverso

El modelo Internet (cuatro capas): Capa de acceso a la red (1+2) Capa de interred (3) Capa de host a host (4) Capa de proceso/aplicación (5+6+7)

4. La capa de acceso a la red

Ethernet II: Data de 1982 Funciona según el método CSMA/CD (Carrier Sensing Multiple Access/Collision Detection): acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones La estructura de datos para la transmisión y recepción se denomina trama. Las direcciones (48 bits): dirección MAC (Medium Access Control) en IEEE 802

Redes IEEE LAN 802.x Normas de IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) Redes IEEE similar a Ethernet II Redes IEEE es Token Ring Redes IEEE x: redes inalámbricas (Wi-Fi y similares) Otros tipos: Servicios de datos digitales: Dedicados: punto a punto Digitales conmutados: RDSI y múltiples X.25 (conmutación de paquetes) Frame Relay (conmutación de paquetes y banda ancha) ATM (Asynchronous Transfer Mode) ADSL (Línea digital de abonado Asimétrica) LMDS (Servicio Local de Distribución Multipunto)

¿Qué es una red inalámbrica? Una red que permite el acceso de dispositivos (PC, portátiles, impresoras, PDA, …) a los recursos de la red sin necesidad de cableado ¿Cómo funciona? Las comunicaciones se realizan vía radio equipando los dispositivos con un interfaz wireless ¿Qué ventajas ofrece? Gran facilidad de despliegue Movilidad Escalabilidad

Categorías de redes inalámbricas: Interconexión de sistemas -> Bluetooth LAN inalámbrica -> IEEE WAN inalámbrica -> IEEE Diferencias con Ethernet: Un nodo en Ethernet siempre escucha el medio antes de transmitir, cosa imposible en una LAN WiFi Los objetos sólidos pueden reflejar señales radio, por lo que se pueden recibir múltiples rutas -> desvanecimiento por múltiples trayectorias. Gran cantidad de software no tiene en cuenta la movilidad (p.ej. Impresoras en entornos distintos) Si una estación se mueve lejos de la estación base que esta usando y dentro del rango de otra diferente, se requiere un tratamiento -> roaming.

Requerimientos iniciales del estándar: Dos modos de trabajo: En presencia de estación base -> Punto de acceso (AP) En ausencia de estación base -> Ad hoc Encontrar una banda de frecuecia adecuada Rango finito de las señales de radio Privacidad de usuarios Vida limitada de las baterías Suficiente ancho de banda para viabilidad económica Compatible con Ethernet sobre la capa de enlace Desarrollo de : 1997: estándar (1 ó 2 Mbps) 1999: 802.11a: banda de frecuencias más ancha y velocidad 54 Mbps 802.11b: misma banda que el original pero con técnica de modulación para alcanzar 11 Mbps 2001: g: usa la técnica de modulación de a pero en la banda del b 2009: ratificado el estándar n, con velocidades hasta 600 MHz

Estándar Desde Velocidad máx. Frecuencia Ancho de banda de canal Interface del aire 802.11 1997 2 Mbps 2,4 GHz 25 MHz DSSS/FHSS 802.11b 1999 11 Mbps DSSS 802.11b+ 2000 22 Mbps PBCC 802.11g 2003 54 Mbps OFDM/DSSS 802.11a 5,0 GHz OFDM 802.11n 2009 Hasta 600 Mbps 2,4 y 5,0 GHz 40 MHz MIMO

Modo infraestructura clásico

Modo bridge

5. La capa de interred

5. La capa de Interred Funciones de protocolo IP (Internet Protocol):
Direccionamiento Fragmentación y reensamblaje de datagramas Entrega de datagramas a través de la interred Direccionamiento IP Cada host dispone de su dirección lógica identificadora: La dirección IP codifica también la dirección de red El cambio de tarjeta (capa 1/2) no modifica IP El cambio de tecnología en capas 1/2 no modifica el direccionamiento

5. La capa de Interred Direccionamiento IP
Formato de dirección IP (32 bits): Identificador de red (netid) Identificador de host (hostid) Clases de direcciones (A, B, C, D y E)

5. La capa de Interred Direccionamiento:
¿Está el host destino en mi red local? SÍ: encontrar mecanismo para hacer llegar la información (conocer la MAC destino a partir de la IP = ARP) NO: encontrar mecanismos de encaminamiento entre redes (enrutamiento estático, RIP, RIP 2, OSPF, EGP, BGP, …) 1º) Identificación del destino en la red: En caso de tratarse de direcciones IP de clases A, B ó C puras, basta con mirar los netid. La realidad marca la existencia de redes que no pertenecen a ninguna de las tres clases de forma pura

5. La capa de Interred Subredes:
Método consistente en tomar bits del hostid para definir redes. La dirección IP, entonces, puede separarse como Para conocer cuántos bits se emplean como identificadores de red/subred, se emplea la máscara de subred (un 1 en posiciones de red/subred, un 0 en posiciones de host)

5. La capa de Interred Encaminamiento IP: Entrega de datos en la LAN:
IP debe entregar a la capa de enlace los datagramas con las direcciones físicas de origen y destino (direcciones MAC) Debe existir un mecanismo para que dada una dirección IP destino en la LAN se pueda conocer su dirección MAC El mecanismo se hace con el Protocolo de resolución de direcciones (ARP) ARP: Se envía una trama con destino la MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF (difusión en capa 2), incluyendo la IP origen, IP destino y MAC origen Todos los host de la red la reciben y comparan con su IP Si uno determina que coincide, crea una trama de respuesta ARP con su IP y MAC ARP pasa la información a IP en el origen, que actualiza su caché ARP temporal con el fin de evitar nuevas consultas RARP: protocolo inverso a ARP (de MAC a IP) útil en conexiones DHCP

5. La capa de Interred IPv6: Necesidad: escasez de direcciones IPv4
Mejoras: Aumento de direcciones Calidad de servicio (QoS) Enrutamiento más eficiente Configuración más simple Seguridad mejorada Estructura: 8 bloques de 4 dígitos hexadecimales (16 octetos) 2001:0DB8:3FA9:0000:0000:0000:00D3:9C5A = 2001:DB8:3FA9::D3:9C5A Dos partes: NetId (64 primeros bits) y HostId (64 últimos bits) siempre Unidifusión: no hay subredes de tamaño variable, siempre 64 bits

5. La capa de Interred Tipos de direcciones IPv6:
Direcciones globales (GA) Equivalentes a direcciones públicas IPv4 Prefijo de dirección GA actual: 2000::/3 (primer bloque entre 2000 y 3FFF) 2001:DB8:21DA:7:713E:A426:D167:37AB Estructura: Direcciones de vínculo local (LLA) Equivalentes a direccionamiento privado automático de IP (APIPA): /16 Configuración automática, no enrutable y solo para subred local Permanecen después de obtener una IP enrutable Siempre comienzan por fe80 f380::154d:3cd7:b33b:1bc1%13

5. La capa de Interred Tipos de direcciones IPv6:
Direcciones locales únicas (ULA) Equivalentes a direcciones privadas IPv4 ( /8, /12 y /16) Enrutables en subredes de una red privada pero no en la Internet pública Comienzan por fd fd65:9abf:efb0:0001::0002 Estructura: Dirección de bucle invertido:  ::1 Tecnologías de transición IPv6: ISATAP (Intra-site Automatic Tunnel Addressing Protocol): túneles de traducción IP 6a4: túneles de tráfico IPv6 sobre IPv4 Teredo: como 6a4, utilizado cuando no está 6a4 (infraestructura compleja con servidor Teredo y relé de host)

5. La capa de Interred Encaminamiento IP:
Entrega de datos en redes remotas Encaminamiento IP simple: Cuando un datagrama no va a la red local se encamina por su gateway (encaminador IP o enrutador). Este determina si va a la red siguiente o si debe seguir al siguiente gateway En cada paso, siempre se mantienen las IP origen y destino, modificando las MAC de origen y destino

Entrega de datos en redes remotas Encaminamiento IP complejo: Cuando las redes no estan conectadas por un mismo enrutador, el problema se hace más complejo. Por ello, los encaminadores disponen de tablas de encaminamiento Existen dos tipos: Tablas estáticas (mantenidas por el administrador) Tablas dinámicas (mantenidas por un protocolo de encaminamiento) Tablas de encaminamiento estáticas: Se configuran en los enrutadores agregando o quitando la información de rutas de red (comandos route)

Protocolo de información de rutas (RIP): Es un protocolo de encaminamiento de vector distancia (coste para alcanzar el destino) Cada red que se atraviesa tiene un coste 1 Se selecciona la ruta menos costosa La tabla de encaminamiento tiene: IP destino Medida de la suma de costes para alcanzarla La IP del siguiente encaminador hacia el destino Indicador de cambio reciente en ruta Temporizadores Cuando un encaminador se pone en marcha se comunican rutas con otros, hasta que éstas realizan una convergencia de rutas. Plantea problemas: Cuando una conexión cae Posible cuenta infinita (solución con horizonte dividido y retorno envenenado) RIP 1 no trabaja con subredes; si lo hace RIP 2. También añade seguridad IGRP es similar pero de Cisco

OSPF: abrir la ruta más corta en primer lugar Se usa para sistemas autónomos (grupo de encaminadores que comparten un mismo protocolo de encaminamiento) Está basado en el estado de enlaces, donde cada encaminador mantiene su base de datos con la topología del sistema autónomo local. El administrador puede asignar costes a cada enlace Cada nodo (encaminador) se sitúa en la raíz de un árbol Los nodos difunden sus rutas al resto No existe límite de saltos Protocolos de encaminamiento exterior: Usados para establecer rutas entre sistemas autónomos EGP (Protocolo de gateway exterior) BGP (Procolo de gateway limítrofe)

5. La capa de Interred ICMP (protocolo de mensajes de control de Internet): Capacidad de mensajería para IP Mensajes ICMP: Destino inalcanzable Exceso de tiempo Problema de parámetro Eliminación de origen Redirección Mensajes de solicitud y de respuesta de eco Solicitud y respuesta timestamp Solicitud y respuesta de información No corrige errores, sólo informa En algunas implantaciones permite el descubrimiento de encaminadores ping

6. La capa de host a host

6. La capa de host a host Funciones principales:
Proporcionar una interfaz adecuada para que las capas superiores accedan a la red Entregar los mensajes de la capa superior entre hosts TCP (Protocolo de control de transmisión): fiable (verifica errores, repite envíos e informa a capas superiores si no consigue la transmisión) Elevado tráfico de red UDP (Protocolo de datagrama de usuario): No fiable (un intento de entrega de datos) No descubre datagramas perdidos (son las capas superiores quienes deben hacerlo) Genera poco tráfico de red

6. La capa de host a host Protocolo de control de transmisión (TCP)
Corrientes de datos: El interfaz entre TCP y el proceso local se llama puerto (el proceso –capa 7– llama a TCP y TCP entre datos al proceso) Los puertos se identifican con números de puerto (existen asignados de forma estándar por IANA: puertos bien conocidos) Para determinar una conexión se usa la IP del host y el número de puerto: socket (enchufe) TCP/IP utiliza dos tipos de sockets: Sockets de corriente: TCP (fiable, secuencial y bidireccional) Sockets de datagrama: UDP (transferencias no fiables y bidireccionales) Ventanas: El host receptor envía una ventana al emisor especificando el número de octetos que puede aceptar el TCP receptor. El emisor no vuelve a transmitir hasta que no reciba acuse de recibo. El tamaño de ventana de recepción TCP indica la capacidad de datos

6. La capa de host a host Protocolo de control de transmisión (TCP)
Comunicación fiable: TCP usa números de secuencia de segmentos y acuses de recibo. TCP retiene una copia del segmento enviado hasta recibir el acuse; si no lo recibe, lo vuelve a transmitir Protocolo de datagrama de usuario (UDP) Método de transporte alternativo para los procesos que no requieren una entrega fiable. Muy sencillo y ligero Situaciones para el uso de UDP: Mensajes que no requieren acuse de recibo (SNMP) Los mensajes entre hosts son esporádicos (SNMP) La fiabilidad se implementa en nivel de proceso (NFS)

7. La capa de proceso/aplicación

Contiene los programas que proporcionan servicios de red. Es normal usar aplicaciones que acceden a los protocolos de esta capa. Ejemplos de esta capa: HTTP DNS FTP SMTP POP3 Telnet IMAP NNTP NTP

Asignación de nombres a los hosts de Internet (DNS) Alternativa y versatilidad al uso de direcciones IP en interfaces de usuario Dos tecnologías: Archivo hosts de nombres estático Sistema de nombres de dominio (DNS) Nombres estáticos con archivos HOSTS Fichero que poseen los sistemas operativos para asignaciones estáticas: En Linux: /etc/hosts En Windows: C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts Graves problemas en actualizaciones de Internet Sólo para uso en redes locales o temporal

Asignación de nombres a los hosts de Internet (DNS) Servicio de nombres de dominio Estructura de nombres jerarquizada en forma arborescente La base de datos DNS se llama espacio de nombres de dominio y cada host del espacio tiene nombre único El nombre completo de un nodo se denomina Fully Qualified Domain Name (FQDN)

Asignación de nombres a los hosts de Internet (DNS) Servicio de nombres de dominio Niveles: Dominios de primer nivel (org, com, es, tv, …) Dominios de segundo nivel (microsoft.com, efor.es, femz.es, …) Dominios de tercer nivel (google.co.tw, bbc.com.uk, efor.com.es, …) Administración de dominios: Se realiza a través de servidores de nombres Permite una base de datos no centralizada con delegación de zonas Cada zona es atendida por el servidor principal de nombres, realizando transferencias de zonas Organización del espacio de nombres: Dominios genéricos a nivel mundial (com, org, net, info, biz, name, …) Dominios territoriales (es, fr, de, tv, ws, cc, …) Conocer los datos de dominio: whois ( …) Entradas: nslookup

Asignación de nombres a los hosts de Internet (DNS) Servicio de nombres de dominio Servidores de nombres de dominio (configuración) Entradas en base de datos de distintos tipos: A: address (nombre=IP) SOA: start of autority (servidor, nº serie, contacto, etc.) CNAME: alias (nombre=nombre tipo A) MX: mail exchanger (intercambiador de correo) NS: name server (servidor primario de dominio) PTR: resolución inversa (de IP a nombre)

Protocolo de transferencia de archivos (FTP) Permite la transferencia y alguna operación simple de archivos en hosts remotos. Utiliza TCP Puede requerir autenticación Envía autenticación y ficheros en texto plano (¡!) Conexión cliente/servidor Cuando se hace FTP el cliente abre dos sockets (órdenes y datos) Puede utilizarse en modo texto o interfaz gráfica (filezilla – )

Protocolo trivial de transferencia de archivos (TFTP): Para redes fiables (tal vez LAN) FTP consume muchos de recursos de red y de proceso, TFTP es muy ligero Utiliza UTP Hay que tener precaución con su uso en redes públicas Muy eficaz, incluso permite arrancar sistemas a través de red. En routers Cisco se puede cargar la configuración a través de este protocolo.

Telnet: modo terminal remoto a través de red Es aplicación cliente servidor: El servidor se ejecuta en un servidor remoto y contiene una imagen del software de terminal El cliente ejecuta un programa que se conecta y tiene la sensación de ejecutarse en local El servidor emula un terminal, ejecutando un shell programado al efecto (menú, línea de comandos, interfaz, …) El cliente no puede enviar ni recibir ficheros (opción por FTP) El cliente no procesa información Es bastante inseguro, siendo sustituido por terminales con transmisión encriptada (ssh, rsh, …)

Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) Es una de las aplicaciones más usadas Permite el envío y recepción de mensajes entre hosts Suele hacerse uso a través de interfaces (clientes de correo) Arquitectura: Host que admiten correo utilizan un MTA (Mail Transfer Agent): Envía y recibe mensajes desde/hacia otros servidores de correo Proporciona interfaz para que aplicaciones accedan al correo Los usuarios utilizan UA (user agent) que evita las complicaciones del proceso Uno de los MTA más usuales en Unix es sendmail Los UA usan algún protocolo para comunicarse con el servidor (POP3) Actualmente hay multitud de UA en Web (webmail)

Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP): Entrega de correo electrónico No es en tiempo real (se prefiere la menor carga de red) Almacenan temporalmente los correos en disco Características de SMTP Existen muchos tipos de datos que presentan dificultades para el envío dado la antigüedad del protocolo (multimedia) Para ello se procede a una codificación en datos binarios que son descodificados por el receptor El método más utilizado de codificación es uuencode Otra opción es el uso de MIME (extensiones de propósito general – Multipurpose Internet Mail Extensions) para la transferencia de mensajes binarios por SMTP

Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP):

Protocolo simple de administración de red (SNMP): Es un protocolo que permite ver, analizar y actuar sobre dispositivos de red para su administración Es frecuente su uso para comprobar el perfecto funcionamiento en sistemas críticos. Para la administración de red se usan: SNMP (comunicación entre estaciones de trabajo de red y dispositivos administrados) MIB (es la base de datos de información administrativa, es decir la que almacena la información a administrar) SMI (descripción de objetos MIB mediante estructura e identificación de la información administrativa)

Protocolo simple de administración de red (SNMP): Organización de la administración SNMP: Existen dos tipos de dispositivos: Estaciones de administración de red que recopilan y analizan la información de datos Dispositivos administrados que ejecutan un agente SNMP, proceso que se comunica con la estación Métodos de obtener datos: Bajo petición de la estación, temporalmente para obtener medidas en tiempos y obtener estadísticas y, por tanto conclusiones. Por envío de señales de alarma (trap), cuando se sobrepasan determinados valores, los agentes envían señales

Protocolo simple de administración de red (SNMP): MIB: Management Information Base Conjunto de objetos incluidos en la BD de administración de red. MIB especifica la naturaleza de los objetos, mientras SMI su aspecto Normas MIB: MIB-I: De 1988 define 8 grupos de objetos MIB_II: Recomendada, con 10 grupos y 171 objetos RMON-MIB: MIB de control remoto, orientada al control de medios de red más que a dispositivos Existen multitud de MIB experimentales y privadas SNMP: Simple Network Management Protocol Utiliza UDP y un nombre de comunidad como password Varios tipos de comunidades (supervisión, control y alarmas) Operaciones: get, get-next, set y trap

Protocolo simple de administración de red (SNMP): Estaciones de administración de red: Existen muchos productos que analizan estos datos (propietarios y libres) Pueden incluir interfaces gráficas Es importante los históricos Por donde empezar: Un buen ejemplo de uso como monitorización lo ofrece la herramienta GPL MRTG ( ) Sistemas de monitorización local

Sistema de archivos de red (NFS) Es el medio de compartir archivos en red (mejorando las prestaciones de FTP y Telnet) El servidor exporta alguna rama de su árbol de directorios para el uso de los clientes, que lo montan para formar parte de su sistema de archivos Funciona sobre UDP Es él quien implemente la seguridad, fragmentación y recuperación de errores Existen algunas implementaciones para Windows

Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) Permite la comunicación entre clientes Web (navegadores) y servidores HTTP Es un protocolo cliente/servidor sobre TCP/IP: un servidor escucha un puerto (por defecto el 80) y espera solicitudes de clientes El cliente se conecta, envía un mensaje con los datos de la solicitud; el servidor responde con otro mensaje, con el estado de solicitud y su resultado Se pueden adjuntar objetos y recursos, reconocidos por su URL (cualquier tipo de fichero, clasificado según su descripción MIME) Características del protocolo: La comunicación se realiza a partir de caracteres de 8 bits Permite intercambio de objetos multimedia (según su tipo MIME) Existen tres verbos básicos: GET, POST y HEAD Cada conexión HTTP implica una conexión con el servidor, que es liberada al finalizar. En una operación se recoge un solo objeto No mantiene el estado. Cada petición no es influida por las transacciones. No existe persistencia de conexión Cada objeto se identifica mediante su URL

Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) Etapas de una transacción HTTP: El usuario accede a una URL El cliente Web descodifica la URL, identificando el protocolo de acceso, el DNS o IP de servidor, el puerto y el objeto requerido Se abre una conexión TCP/IP con el servidor al puerto TCP Se realiza la petición con el comando necesario (GET, POST, HEAD, …), la dirección del objeto, la versión de protocolo HTTP y variables de información (capacidades del navegador, datos opcionales, …) El servidor devuelve la respuesta con un código de estado y el tipo de dato MIME de retorno, seguido de la información Se cierra la conexión TCP En la actualidad se puede mantener una sesión activa un cierto tiempo, utilizada para sucesivas transacciones. Se denomina HTTP Keep Alive, empleado por los clientes y servidores actuales

Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) jaca:~ # telnet 80 Trying Connected to Escape character is '^]'. get HTTP/1.0 accept: text/html User-Agent: KK/1.0 HTTP/ OK Date: Mon, 22 Nov :25:28 GMT Server: Apache/ (Linux/SuSE) mod_jk/1.2.3-dev mod_ssl/ OpenSSL/0.9.7b PHP/4.3.3 mod_perl/1.28 mod_gzip/ a FrontPage/ X-Powered-By: PHP/4.3.3 Set-Cookie: PHPSESSID=750d96dc5e fac9320a8; path=/ Expires: Thu, 19 Nov :52:00 GMT Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0 Pragma: no-cache Connection: close Content-Type: text/html <html> <head> <title>Índice / index : - </title> </head> <body> Página principal de : / Index of : <a href="busqueda.html">Busqueda en </a> <h2>Accesos autentificados: </h2> <a href="/weblog/">Estadísticas de accesos </a> <a href="/myadmin">Gestión de la base de datos de </a> <a href="/privado">Directorio privado </a> <hr> </body> </html> Connection closed by foreign host. jaca:~ #

Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) Estructura de los mensajes HTTP: Sólo existen dos tipos de mensajes: Mensaje de solicitud (Comando HTTP + parámetros, cabeceras del requerimiento, línea en blanco,…) Mensaje de respuesta (Resultado de la solicitud, cabeceras de respuesta, linea en blanco, información opcional, …) El resultado de la solicitud consiste en un código numérico para conocer el éxito o fracaso de la operación Comandos del protocolo: Representan operaciones con el servidor: Nombre de comando + Objeto al que se aplica + Versión HTTP HTTP/1.0 recoge sólo tres comandos: GET: recoge información del servidor; el servidor envía el documento correspondiente a la URL, o activa un CGI que generará dicho documento HEAD: solicita información sobre un objeto (tamaño, tipo, fecha, …); es utilizado por proxys. POST: envía información al servidor, por ejemplo, el contenido de un formulario; el servidor pasa la información a un CGI para su tratamiento. En HTTP/1.1 se han ampliado los comandos con PUT (actualiza la información de un objeto), DELETE (elimina un documento), LINK (crea una relación entre documentos), UNLINK (elimina una relación), …

8. Prácticas

8. Prácticas Práctica 1. El modelo OSI y TCP/IP
Rellena la siguiente tabla como recordatorio de las funciones de cada capa en el modelo OSI y en el de TCP/IP

8. Prácticas Práctica 2. Capa de acceso a la red
Verificar la dirección IP y MAC Configurar la tarjeta de red Verificar la conexión Comandos: ipconfig, ping, tracert, pathping y arp Práctica 3. Hardware de red Reconocimiento de cableado Tipos de cables y conectores Topologías de red Elementos de conexión: Patch pannel Concentradores (Hub) Conmutadores (Switch) Routers

8. Prácticas Práctica 4. Direccionamiento IP:
1. Direccionamiento básico. Responde a las siguientes preguntas: A) ¿Cuál es el intervalo decimal y binario del primer octeto de todas las direcciones de clase B posibles? B) ¿Qué octeto u octetos representan la parte que corresponde a la red de una dirección IP clase C? C) ¿Qué octeto u octetos representan la parte que corresponde a la red de una dirección IP clase A? 2. Determinar la parte de host y red (hostid y netid) Completar la siguiente tabla: Dada la dirección IP , A) ¿Cuál es el equivalente binario del segundo octeto? B) ¿Cuál es la clase de la dirección? C) ¿Cuál es la dirección de red de esta IP? D) ¿Es ésta una dirección de host válida?¿Por qué? ¿Cuál es la cantidad máxima de hosts que se pueden tener en una red clase C? ¿Cuántas redes de clase B hay? ¿Cuántos hosts puede tener cada red de clase B? ¿Cuántos octetos hay en una dirección IP?¿Cuántos bits hay en un octeto? 3. Determinación de IP válidas en direcciones diversas Completa la siguiente tabla

8. Prácticas Práctica 5. Direcciones IP y máscaras de subred
Ordenadores existentes: , , y A) (/8) B) (/16) C) (/24) Ordenadores existentes: , , y Práctica 6. Conversión de máscaras de subred Convertir desde notación abreviada a máscara en notación decimal con puntos: /18 /28 /21 /30 /19 /26 /22 /27 /17 /20 /29 /23 /25

8. Prácticas Práctica 7. Conversión de máscaras de subred
Convertir desde máscara en notación decimal con puntos a notación abreviada Práctica 8. Determinar la capacidad de host Determinar el número de ordenadores soportados para las redes con las siguientes máscaras de subred: /20 con máscara /26 con máscara con máscara /29 /21 /22 con máscara /28

8. Prácticas Práctica 9. Requisitos de tamaño de red en notación de barras Se indica el número de ordenadores de la red, debiendo indicar la máscara de subred necesaria para el menor tamaño de la red que los albergue: 18 125 400 127 Práctica 10. Requisitos de tamaño de red en notación decimal con puntos 100 63 1022 6 650 7 2000 4 3500 20 32 1100 12 150 2500 20 300 35

8. Prácticas Práctica 11. Encaminamiento simple:
Realizar en el aula el siguiente esquema de red, configurar los equipos y enrutadores (PC con varias interfaces de red) y estudiar el encaminamiento.

8. Prácticas Práctica 12. Escucha de red
Con el programa Ethereal realizar una captura desde los equipos encaminadores de la práctica anterior. Analizar el tráfico Determinar lecturas de correo electrónico, FTP y Web, localizando posibles contraseñas de esos programas Observar las peticiones de difusiones (ARP, …) Intentar determinar “protocolos peligrosos” o vulnerabilidades

8. Prácticas Práctica 13. Encaminamiento complejo:
La empresa Industrias Enormes S.A. tiene una dirección de Clase C Desea subdividir la red en subredes (A, B y C) utilizando un router como se indica en la imagen. Necesitará al menos 20 hosts por subred. Responde a las siguientes preguntas: ¿Cuál es el equivalente en binario de la dirección de clase C de esta red? ¿Cuál(es) es(son) el(los) octeto(s) que representa(n) la porción de red y cuál(es) es(son) el(los) que representa(n) la porción de host de esta dirección de red de Clase C? ¿Cuántos bits se deben pedir prestados a la porción de host de la dirección de red para poder suministrar por lo menos 3 subredes y 20 hosts por subred? ¿Cuál es la máscara de subred (utilizando la notación decimal punteada) basándose en la cantidad que se pidieron prestados en el paso anterior? ¿Cuál es el equivalente en números binarios de la máscara de subred a la que se hace referencia anteriormente?

Asegúrate de especificar cuáles son los cuatro octetos para la dirección de subred y la máscara de subred. Se debe utilizar la misma máscara de subred para todos los hosts, interfaces del router y subredes. Si tienes una máscara de subred común, esto le permitirá a los hosts y routers determinar cuál es la subred hacia la que se envía el paquete IP. Generalmente, las interfaces del router se numeran primero al asignar las direcciones IP y a los hosts se les asignarán números más altos. Completa la siguiente tabla para cada una de las posibles subredes que se pueden crear pidiendo prestados 3 bits para subredes al cuarto octeto (octeto de host). Identifica la dirección de red, la máscara de subred, el intervalo de direcciones IP de host posibles para cada subred, la dirección de broadcast para cada subred y también indique si la subred se puede utilizar o no. Para este ejercicio, utilizarás solamente 3 de estas subredes Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router A y escríbela Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router B y escríbela Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router C y escríbela

Asigna una Dirección IP de host al Host X de la Subred A y asigna una dirección IP al Host Z de la Subred C (las respuestas pueden variar). Describe los pasos (utilizando AND) del proceso que se utiliza para enviar un paquete IP desde el Host X hacia el host Z a través del router. Recuerde, cuando se realiza un AND de dos unos juntos, el resultado es un 1, si se realiza un AND de cualquier otra combinación (1 y 0, 0 y 1 ó 0 y 0) esto da como resultado cero (0). Del mismo modo, cuando se realiza un AND de dos direcciones IP de red, el resultado de este proceso de AND es la dirección de red (o subred) de la dirección IP destino del paquete. Use la información del diagrama anterior y de la práctica de laboratorio anterior para ayudar a asignar direcciones y máscaras de subred IP. ¿Cuál es el resultado del proceso de AND para el Host X? ¿Cuál es el resultado del proceso de AND para el Host Z? El resultado de AND en decimales para la pregunta 7 es la red/subred en la que se encuentra el Host X. El resultado para la pregunta 8 es la red/subred en la que se encuentra el Host Z. ¿El Host X y el Host Z están ubicados en la misma red/subred? ¿Qué es lo que hará ahora el Host X con el paquete? Completa los espacios en blanco en el diagrama inicial con las direcciones IP, de red y máscara de subred de cada uno.

8. Prácticas

8. Prácticas Práctica 14. DNS: Práctica 15. FTP: Práctica 16. Telnet:
Haz ping a un servidor en concreto mediante su dirección (por ejemplo, ping Ahora edita el fichero hosts de tu ordenador y agrega la línea y vuelve a hacer ping. Observa si ha cambiado la dirección IP a la que envía el comando. NOTA: es posible que no cambie debido al almacenamiento de la información en el caché DNS; si es así, ejecute el comando ipconfig /flushdns para borrar la caché y repita el ping.. Investiga quien tiene registrado el dominio mocosoft.com. Para ello puedes consultar en el whois de Nominalia o en el de Network Solutions (el mayor registrador mundial de dominios) en la dirección Además te pedimos qué dirección IP tiene el servidor y cuál es la de su intercambiador de correo (recuerda el comando nslookup con opción set q=mx) Práctica 15. FTP: Vamos ahora a probar a realizar un FTP. Para ello te recomendamos que instales algún programa cliente gráfico (por ejemplo Filezilla que es de libre distribución y bastante operativo – Conéctate al servidor público de FTP de Red Iris (dirección: ftp.rediris.es) con usuario anonymous y cualquier contraseña. Vé al directorio /pub/docs/rfc y descárguese cualquier documento RFC del listado. Práctica 16. Telnet: Vamos al cine con un Telnet. Abre un interfaz de comandos y haz un Telnet al servidor towel.blinkenlights.nl (basta con escribir el comando telnet towel.blinkenlights.nl). Que disfrutes con la película Star Wars en versión completa ASCII. Imagina lo que curra alguna gente…

8. Prácticas Práctica 17. SMTP: Práctica 18. SNMP:
Prueba a enviarte un correo electrónico haciendo telnet al puerto 25, tal y como se describe en la imagen. Ten en cuenta que es posible que debas leer primero el correo con un MUA para estar validado en el envío. Práctica 18. SNMP: Te solicitamos ahora que se instale el agente SNMP en su PC. Para ello en Windows XP bastará con que acceda a Panel de control – Agregar o quitar programas – Agregar o quitar componentes de Windows – Herramientas de administración y supervisión. Marque Simple Network Management Protocol Ahora configura el nuevo servicio SNMP accediendo a Panel de control – Herramientas administrativas – Administración de equipos. Selecciona Servicios y Aplicaciones – Servicios. Busca el Servicio SNMP en el panel de la derecha y haz doble clic en él. Activa la solapa Seguridad y pon nombre de comunidad a sus accesos SNMP desde cualquier host.

8. Prácticas Práctica 18. SNMP (continuación):
Ya tienes configurado SNMP para poder preguntarle. Ahora instálate el programa GetIf (aunque es un poco antiguo, es suficiente para esta práctica). Puedes encontrarlo todavía en Una vez instalado accede a tu equipo (hostname: localhost; Read community: public) y explora algunos valores (solapa MBrowser). .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.host.hrSystem .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.interfaces.ifTable.ifEntry).

9. Prácticas (resolución)

Práctica 1. El modelo OSI y TCP/IP Rellena la siguiente tabla como recordatorio de las funciones de cada capa en el modelo OSI y en el de TCP/IP

Los tres primeros octetos
9. Prácticas (resolución) Práctica 2. Direccionamiento IP: 1. Direccionamiento básico. Responde a las siguientes preguntas: A) ¿Cuál es el intervalo decimal y binario del primer octeto de todas las direcciones de clase B posibles? B) ¿Qué octeto u octetos representan la parte que corresponde a la red de una dirección IP clase C? C) ¿Qué octeto u octetos representan la parte que corresponde a la red de una dirección IP clase A? Los tres primeros octetos El primer octecto

9. Prácticas (resolución) Práctica 2. Direccionamiento IP:
2. Determinar la parte de host y red (hostid y netid) Completar la siguiente tabla: Dada la dirección IP , A) ¿Cuál es el equivalente binario del segundo octeto? B) ¿Cuál es la clase de la dirección? C) ¿Cuál es la dirección de red de esta IP? D) ¿Es ésta una dirección de host válida?¿Por qué? Clase B Sí. Al ser de clase B, los dos primeros octetos definen la red y los dos últimos el host. Por tanto no serían válidos los host 0.0 y , que no es el caso

4 octetos con 8 bits cada uno
9. Prácticas (resolución) Práctica 2. Direccionamiento IP: 2. Determinar la parte de host y red (hostid y netid) ¿Cuál es la cantidad máxima de hosts que se pueden tener en una red clase C? ¿Cuántas redes de clase B hay? ¿Cuántos hosts puede tener cada red de clase B? ¿Cuántos octetos hay en una dirección IP?¿Cuántos bits hay en un octeto? 254 (256 menos el 0 y 255) (2^14 – 2) (2^16 – 2) 4 octetos con 8 bits cada uno

Práctica 2. Direccionamiento IP: 3. Determinación de IP válidas en direcciones diversas Completa la siguiente tabla

Práctica 5. Encaminamiento complejo (3): La empresa Industrias Enormes S.A. tiene una dirección de Clase C Desea subdividir la red en subredes (A, B y C) utilizando un router como se indica en la imagen. Necesitará al menos 20 hosts por subred. Responde a las siguientes preguntas: ¿Cuál es el equivalente en binario de la dirección de clase C de esta red? ¿Cuál(es) es(son) el(los) octeto(s) que representa(n) la porción de red y cuál(es) es(son) el(los) que representa(n) la porción de host de esta dirección de red de Clase C? ¿Cuántos bits se deben pedir prestados a la porción de host de la dirección de red para poder suministrar por lo menos 3 subredes y 20 hosts por subred? ¿Cuál es la máscara de subred (utilizando la notación decimal punteada) basándose en la cantidad que se pidieron prestados en el paso anterior? ¿Cuál es el equivalente en números binarios de la máscara de subred a la que se hace referencia anteriormente? Los tres primeros octetos corresponden al identificador de red y el cuarto al de host Con 2 bits, se formarán 2^2=4 subredes de 62 host cada una (2^6-2). Si se obliga a quitar la primera y la última subred, se necesitarían 3 bits (8-2=6) (si tomamos 3 bits para la subred, sería 2^7+2^6+2^5)

Práctica 5. Encaminamiento complejo (3):
Asegúrate de especificar cuáles son los cuatro octetos para la dirección de subred y la máscara de subred. Se debe utilizar la misma máscara de subred para todos los hosts, interfaces del router y subredes. Si tienes una máscara de subred común, esto le permitirá a los hosts y routers determinar cuál es la subred hacia la que se envía el paquete IP. Generalmente, las interfaces del router se numeran primero al asignar las direcciones IP y a los hosts se les asignarán números más altos. Completa la siguiente tabla para cada una de las posibles subredes que se pueden crear pidiendo prestados 3 bits para subredes al cuarto octeto (octeto de host). Identifica la dirección de red, la máscara de subred, el intervalo de direcciones IP de host posibles para cada subred, la dirección de broadcast para cada subred y también indique si la subred se puede utilizar o no. Para este ejercicio, utilizarás solamente 3 de estas subredes Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router A y escríbela Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router B y escríbela Asigna una dirección IP y una máscara de subred a la interfaz del router C y escríbela /27 ( ) /27 ( ) /27 ( )

Práctica 5. Encaminamiento complejo (3):
Asigna una Dirección IP de host al Host X de la Subred A y asigna una dirección IP al Host Z de la Subred C (las respuestas pueden variar). Describe los pasos (utilizando AND) del proceso que se utiliza para enviar un paquete IP desde el Host X hacia el host Z a través del router. ¿Cuál es el resultado del proceso de AND para el Host X? ¿Cuál es el resultado del proceso de AND para el Host Z? El resultado de AND en decimales para la pregunta 7 es la red/subred en la que se encuentra el Host X. El resultado para la pregunta 8 es la red/subred en la que se encuentra el Host Z. ¿El Host X y el Host Z están ubicados en la misma red/subred? ¿Qué es lo que hará ahora el Host X con el paquete? Host X = Host Z = X compara la máscara con su IP y calcula su propia dirección de red/subred de Luego lo hace con la IP destino, resultando Como no coinciden, X envía la petición a su puerta de enlace por defecto. El router realiza el mismo proceso, enviando el paquete a la red por la interfaz B Host X: IP Host X en binario: Netmasc en binario: Result AND binario: Resultado AND decimal: Host Z: IP Host Z en binario: Netmasc en binario: Result AND binario: Resultado AND decimal: NO Como el host destino no esta en la LAN de X, X enviará hacia la puerta de enlace por defecto el paquete, es decir, a la Interfaz A del encaminador

Práctica 5. Encaminamiento complejo (3): Completa los espacios en blanco en el diagrama inicial con las direcciones IP, de red y máscara de subred de cada uno.

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