Module for management of server of Dynamic Host Configuration v1.0

Transcripción

1 Tipo de artículo: Artículo original Temática: Ingeniería de Software Recibido: 8/06/2012 Aceptado: 12/06/2012 Publicado: 15/02/2013 Módulo para la gestión del servidor de configuración dinámica de host v1.0 Module for management of server of Dynamic Host Configuration v1.0 Osmani Acosta Cantero 1*, Wilfredo Rosales Romero 1, Álvaro Luis Padilla Moya 1 1 Facultad 2. Centro de Telemática. Departamento de Seguridad Informática. Carretera San Antonio de los Baños km 2 ½ Boyeros, La Habana, Cuba. CP.: {oacosta, wrosales, alpadilla}@uci.cu *Autor para la correspondencia: oacosta@uci.cu Resumen: Entre los servicios brindados desde una red por computadoras se encuentra el Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), el cual configura de forma automática las direcciones de red de las computadoras durante su conectividad. Debido a las necesidades actuales que presenta Cuba de migrar hacia software libre, es preciso desarrollar una herramienta que gestione el servidor en sistemas GNU/Linux e incorporar un módulo que gestione el servidor DHCP en la Plataforma de Gestión de servicios telemáticos en GNU/Linux desarrollado del proyecto Servicios Telemáticos del Centro de Telemática en la Universidad de las Ciencias Informáticas. Para este trabajo se utiliza la metodología Rational Unified Process, y como lenguaje de programación Python. Los resultados que se obtienen son una aplicación con funcionalidades para la gestión de subredes, host, redes compartidas y grupos, que posibilita al administrador de red conocer las estadísticas de uso de las direcciones IP del servidor y exportar e importar las configuraciones realizadas en el mismo. Constituye esta aplicación una herramienta que se puede utilizar en sistemas operativos Windows y Linux. Palabras clave: Dynamic Host Configuration Protocol, herramientas, migración, software libre, servicios Abstract: Between the services offered in a network you will find the Dynamic Host Configuration Protocol, which automatically configures the network addresses in computers so that they have connectivity. Due to the current needs Cuba has migrating to free software, it is important to develop a tool to manage this server on GNU / Linux systems and to incorporate a module to manage the DHCP server in the Management Platform of Telematics Services in GNU / Linux project, that was developed in the Telematics Services project in its Centre in the University of the Informatics Sciences. Rational Unified Process was used as Development methodology, and as the programming language Python. The result of the work was an application that has functionalities to manage subnets, hosts, shared networks and groups, also provides the possibility to network administrator to know the usage statistics of IP addresses that the server has to provide customers and it can export and import the configurations of the server. This tool can be used in Windows and Linux operating systems. Keywords: Dynamic Host Configuration Protocol, hosts, migration, free software, services 31

2 Introducción El DHCP es el protocolo para la asignación dinámica de direcciones IP a los equipos que se conectan a una red, el mismo se publicó en octubre 1993, existen varios servidores que implementan el protocolo y brindan este servicio. Un servidor DHCP reduce la complejidad y cantidad de trabajo administrativo para configurar los equipos, evitando los errores de configuración que se producen por la necesidad de escribir los parámetros manualmente en cada equipo. Así mismo, DHCP ayuda a evitar los conflictos de direcciones IP que se producen al configurar un equipo nuevo en la red con una dirección IP ya asignada. En la migración de los servicios de red de las entidades del país se encuentra una serie de inconvenientes que afectan este proceso, porque los servidores libres que ofrecen los servicios básicos de una red se instalan y se configuran a través de consolas o terminales de comandos, lo que implica rechazo por parte de los administradores de red ya que estos necesitan dominar las estructuras y términos que se utilizan en las configuraciones de los servidores haciendo engorroso y complejo su trabajo en estos sistemas. Aunque existen herramientas que ayudan con estas tareas, muchas están bajo licencias privadas y otras no poseen las funcionalidades necesarias para lograr la migración y gestión de los servicios telemáticos. Estas herramientas tampoco posibilitan la integración de los servicios LDAP, DNS y DHCP, ya que sólo se centran en la gestión clásica de las declaraciones y parámetros de los servidores. En la Universidad de las Ciencias Informáticas, en el centro de Telemática, se está desarrollando una Plataforma de Gestión de Servicios Telemáticos en GNU/Linux, la cual posee módulos para administrar los servicios DNS y LDAP, facilitando el trabajo y la integración de estos, pero aún no cuenta con un módulo para gestionar el servidor DHCP en Linux. Dado el proceso de migración en que se encuentra enfrascado el país, los problemas que existen para gestionar los servidores libres y la necesidad de incorporar un nuevo módulo en la plataforma anteriormente mencionada, surge la necesidad de desarrollar un producto que permita administrar o gestionar de forma práctica y profesional el servicio de DHCP, además de facilitar la importación de las configuraciones del DHCP de Windows Server 2003 para un servidor en GNU/Linux, ya que este servidor privado es uno de los más utilizados en las redes del país. Por lo que se propone la creación de un sistema o aplicación que solucione o resuelva las necesidades anteriormente descritas, definiendo como objetivo desarrollar una aplicación de escritorio multiplataforma, que ofrezca la posibilidad de administrar y gestionar de forma práctica y profesional el servicio de DHCP en GNU/Linux. Materiales y métodos Métodos de investigación Para lograr el cumplimiento a los objetivos del trabajo se utilizaron métodos de investigación científica, estos permiten elaborar y profundizar en dichas tareas. Los seleccionados son los empíricos y teóricos. El método empírico es un modelo de investigación científica que se basa en la lógica de experiencias, en la percepción directa del objeto de investigación (objeto de estudio) y del problema. Este engloba otros métodos, de ellos se seleccionaron la observación y la experimentación. La observación dentro del método empírico es contemplativa, y es la base del conocimiento de toda ciencia. Para un desarrollo óptimo de la aplicación se realizó la observación en la investigación sobre el servidor DHCP dhcp3-server y otros servidores privativos como Windows Server 2003, con el objetivo de lograr un mejor entendimiento de su funcionamiento. 32

3 El experimento es utilizado para obtener conocimiento sobre el objeto de estudio, se realizaron experimentos con el servidor DHCP dhcp3-server donde se probaron sus posibles configuraciones, para luego analizar su funcionamiento y obtener resultados, además se realizó el mismo proceso al Windows Server Los métodos teóricos permiten la construcción y desarrollo de la teoría científica, enfocados generalmente en los problemas de la ciencia. Por ello los métodos teóricos permiten profundizar en el conocimiento de las regularidades y cualidades esenciales de los fenómenos. Dentro de los métodos teóricos se van a utilizar el inductivo-deductivo y el analítico-sistémico. El método inductivo-deductivo se divide en la inducción que es un procedimiento mediante el cual a partir de hechos singulares se pasa a generalizaciones y la deducción es un procedimiento que se apoya en las aseveraciones y generalizaciones a partir de las cuales se realizan demostraciones o inferencias. El método analítico-sistémico permite descomponer todo lo complejo en diversas partes y cualidades, para analizarlo y luego realizar la unión entre las partes previamente analizadas, lo que posibilita descubrir las relaciones esenciales y características (Hernández, 2006). Soluciones Existentes Para darle cumplimiento al objetivo del presente trabajo se realizó una investigación sobre las soluciones existentes para realizar la gestión de los servidores de red. El desarrollo de estas aplicaciones está asociado principalmente a sistemas operativos específicos, aunque existen soluciones independientes muy competitivas y se pueden utilizar en múltiples plataformas. Windows Server 2003 Windows Server 2003 es un sistema operativo de la familia Windows de la marca Microsoft para servidores que salió al mercado en el año Está basada en tecnología NT y su versión del núcleo NT es la 5.2. Es un sistema operativo de propósitos múltiples capaz de manejar una gran gama de funciones de servidor, en base a sus necesidades, tanto de manera centralizada como distribuida ( 2010). Este cuenta con un servidor DHCP el brinda grandes posibilidades al administrador, aunque deja de ser viable para países en vías de desarrollo por el alto costo de licencia que presenta. SuSE Linux Enterprise Server SuSE Linux Enterprise Server es uno de los sistemas operativos para servidores líderes en el campo de la implementación profesional para entornos informáticos heterogéneos de cualquier tamaño y estructura. Está disponible para las principales plataformas de hardware. Este incorpora todos los servicios de servidor y redes relevantes para la empresa: desde servicios de ficheros, impresión, web y seguridad, hasta soluciones de aplicaciones y middleware como son bases de datos, gestión empresarial integrada (ERP) y almacenamiento. El producto integra también soporte para soluciones informáticas de alta disponibilidad y alto rendimiento. A pesar de las ventajas que ofrece SuSE Linux Enterprise Server no es una buena opción para su implantación en Cuba, por estar desarrollado por una compañía como Novell que a consecuencia del bloqueo económico le imposibilitaría al país recibir asistencia técnica. También esta es una solución no genérica debido a que las funcionalidades que brindan están estrechamente ligadas al uso de este tipo de distribución Linux (Gualdarrama, 2009). 33

4 Red Hat Enterprise Linux Server Red Hat Enterprise Linux está disponible en dos versiones para servidores. La versión básica Red Hat Enterprise Linux Server está diseñada para implantaciones en redes de pequeño tamaño, mientras que Red Hat Enterprise Linux Advanced Platform está diseñada para escenarios mucho más grandes, proporcionándoles el entorno más rentable, flexible y escalable. Ambas versiones comparten la misma base tecnológica, y ambas incorporan un amplio conjunto de aplicaciones de servidor de código abierto y prestaciones de virtualización. Este es uno de los sistemas operativos de red más competitivos del mercado mundial, incluso restándole seguidores a los productos desarrollados por la Microsoft, pero debido a que es comercial en sus versiones posteriores a Red Hat Linux 9.0 no debe ser una opción a tener en cuenta por países en vías de desarrollo. Webmin Webmin es una herramienta para la configuración mediante la web desde GNU/Linux y otros sistemas Unix de las características propias de sistemas operativos, como servicios, usuarios, cuotas de espacio, archivos, entre otros; así como la instalación y control de muchas aplicaciones entre las que destacan: servidores DNS, DHCP, LDAP, web, Jabber, FTP, Correo, Proxy y SSH. Permite el control de todos los servidores no solo de forma local, sino también de forma remota. Es una aplicación modular, escrita en el lenguaje Perl, lo que brinda la posibilidad de agregarle y quitarle funcionalidades. Su licencia inicial, la BSD o Berkeley Software no es exactamente GPL, aunque Webmin en su versión free es de libre distribución, siempre y cuando no se modifique, pues, en ese caso habrá que enviar las modificaciones realizadas a su autor. Además este no brinda todas las posibilidades de relación entre las declaraciones que ofrece el servidor y no permite exportar ni importar configuraciones de otro servidor DHCP. Metodologías, lenguajes y herramientas Metodología de desarrollo RUP Las metodologías de desarrollo de software proporcionan un seguimiento a la construcción del software, estableciendo los procesos, las políticas y los procedimientos que intervienen en el desarrollo del software, para garantizar la eficacia en dichos procesos. Para el desarrollo del presente trabajo se utilizó RUP que es un proceso de desarrollo de software que constituye una metodología, utilizando UML para la modelación es una de las más utilizadas para desarrollo de sistemas (Jacobson, et al., 2000). Como RUP es un proceso, en su modelación define como sus principales elementos que son los trabajadores, las actividades, los artefactos y los flujos de actividades. Además posee tres características principales las cuales son: Dirigido por casos de uso, Centrado en la arquitectura, Iterativo e Incremental. Lenguaje de Modelado UML UML (del inglés, Unified Modeling Language) es un lenguaje para visualizar, especificar, construir y documentar sistemas de software. Permite modelar sistemas de información, y su objetivo es lograr modelos que, además de describir con cierto grado de formalismo los sistemas, puedan ser entendidos por los clientes o usuarios de aquello que se modela. También se usa para entender, diseñar, hojear, configurar, mantener, y controlar la información sobre los sistemas. 34

5 Lenguaje de programación Python Es un lenguaje de programación de alto nivel creado por Guido Van Rossum en 1991, muy potente, dinámico y a la vez sencillo. Ofrece eficaces estructuras de datos de alto nivel y una simple, pero efectiva programación orientada a objetos. La sintaxis elegante de Python y su escritura dinámica, junto con su naturaleza interpretada lo convierte en un lenguaje ideal para el scripting y el desarrollo rápido de aplicaciones en muchas áreas y en la mayoría de las plataformas. Se desarrolla como un proyecto de código abierto, que lo hace libremente utilizable y distribuible, incluso para uso comercial. Su licencia es administrada por la Python Software Foundation (de la Guarda, 2011). Entorno de desarrollo EasyEclipse EasyEclipse es un lanzamiento de Eclipse previamente empaquetado que proporciona un completo y funcional Entorno de Desarrollo Integrado (IDE). Cada distribución contiene todo lo necesario para empezar a desarrollar el código. Una vez que se haya instalado una distribución, puede complementarlo mediante la instalación de más plugins según sea necesario. Herramienta case Visual Paradigm Visual Paradigm para UML (VP-UML) es una herramienta UML profesional que soporta el ciclo de vida completo del desarrollo de software: análisis y diseño orientados a objetos, construcción, pruebas y despliegue. Permite dibujar todos los tipos de diagramas de clases y generar documentación (visual-paradigm.com, 2011). Propuesta de Sistema Para el desarrollo de la herramienta de gestión del servidor DHCP, se decidió implementar múltiples funcionalidades, como la gestión de Subredes, Host, Grupo, Red Compartida y Servidores Remotos; también debe permitir integrar los servicios DHCP y DNS y mostrar reportes sobre las concesiones realizadas por el servidor. Para la arquitectura se utilizó el patrón de arquitectura n-capas, por lo que se identificaron cuatro capas principales ellas son: GUI, Entorno de Ejecución, Servicios, y Acceso y Modificación de Datos. Además se decidió implementar un Framework para resolver problemas puntuales relacionados con la iniciación del sistema, la instalación desde fuentes, la ejecución de funciones en paralelo, las conexiones remotas entre muchas otras, este Framework es desarrollado por el proyecto. Figura 1. Arquitectura del sistema. 35

6 Resultados y discusión Como resultado del presente trabajo se logró una aplicación con nombre PyDHCPAdmin, capaz de gestionar las declaraciones (subredes, redes compartidas, host y grupos), opciones y parámetros del servidor DHCP en GNU/Linux. Esta cuenta con funcionalidades para exportar e importar las configuraciones, lo que permite al administrador tener salvas de seguridad para en caso de alguna pérdida de información. También permite mostrar estadísticas sobre el uso y asignaciones de las direcciones IPs junto con las listas de las direcciones asignadas. Cuenta con funcionalidades para integrar el servidor DHCP con el servidor DNS. Para el proceso de instalación tiene un asistente que guía paso a paso la instalación de la aplicación en el sistema. La gestión del servidor se puede realizar de manera local o remota, además de que se puede administrar más de un servidor a la vez. Utiliza conexión segura a través del protocolo ssh para la conexión remota. El administrador de red debe tener conocimientos sobre las credenciales de root del servidor que se va administrar para poder realizar cambio en el mismo. Este módulo forma parte de la Plataforma de Gestión de Servicios Telemáticos en GNU/Linux, a través de la cual se puede realizar la integración con otros servicios utilizando las funcionalidades que este módulo presenta, sin embargo puede funcionar de manera independiente de la plataforma para los casos en que no se necesite toda las prestaciones que esta brinda. A continuación se muestran imágenes de algunas de las funcionalidades de la aplicación entre las que se encuentran las siguientes, asistente de instalación, componente de autenticación, gestión de subredes, gestión de Opciones y parámetros y estadísticas de asignaciones y uso del servidor: Figura 2. Asistente de instalación. 36

7 Figura 3. Componente de autenticación. Figura 4. Reportes estadísticos. Figura 5. Gestión de Opciones y Parámetros En las imágenes anteriormente mostradas se evidencian una serie de funcionalidades que posee la aplicación. Conclusiones Se desarrolló una aplicación de escritorio, dándole solución a los problemas que se plantearon como base para el desarrollo investigativo, entre los problemas solucionados está la gestión a través de interfaces graficas del servidor DHCP, además de gestionar las configuraciones del servidor se brinda la posibilidad de exportar e importar los datos 37

8 de configuraciones, aspecto a considerar cuando se migra a un servidor DHCP. Aunque es una primera versión de la aplicación presenta un número alto de gestión de configuraciones. Referencias DE LA GUARDA, ALFONSO dev.laptop.org. dev.laptop.org. [en línea] 2011 [Consultado el: 8 de enero de 2011]. Disponible en: [ easyeclipse.org. easyeclipse.org. [en línea] 2011 [Consultado el: 8 de enero de 2011]. [ GNU/LINUX OPERATING SYSTEM. [en línea] [Consultado el: 8 de diciembre de 2010]. Disponible en: [ GUALDARRAMA REYES, JORGE LUIS Plataforma de Gestión de Servicios Telemáticos en GNU/Linux. Módulo DNS v1.0. Ciudad de la Habana: s.n., HERNÁNDEZ MELÉNDREZ, EDELSYS [en línea] 2006 [Consultado el: 12 de diciembre de 2010]. Disponible en: [ HERNÁNDEZ SAMPIERI, ROBERTO Y FERNÁNDEZ COLLADO, CARLOS Metodología De la Investigación - Sampieri. MÉXICO: McGraw-Hill Interamericana de México, Internet Systems Consortium. [en línea] [Consultado el: 8 de enero de 2011]. Disponible en: [ JACOBSON, IVAR, BOOCH, GRADY Y RUMBAUGH, JAMES El Lenguaje Unificado de Modelado. Manual de Referencia. Madrid: s.n., 2000.El Proceso Unificado de Desarrollo de Software. Madrid: Pearson Educación, MICROSOFT TECHNET. MICROSOFT TECHNET. [EN LÍNEA] 2011 [Consultado el: 9 de febrero de 2011]. Disponible en: [ PADILLA MOYA, ÁLVARO LUIS Plataforma de Gestión de Servicios Telemáticos en GNU/Linux. Módulo DNS v2.0. Ciudad de la Habana: s.n., PRESSMAN, ROGER S Ingeniería de software: Un enfoque práctico. s.l.: Editorial McGraw-Hil, SUSE Linux Enterprise Server. [en línea] [Consultado el: 8 de enero de 2011]. Disponible en: [ VISUAL-PARADIGM.COM [en línea] 2011 [Consultado el: 7 de enero de 2011]. Disponible en: Disponible en: [ Windows Server [en línea] 2010 [Consultado el: 8 de diciembre de 2010]. Disponible en: [ [en línea] [Consultado el: 8 de noviembre de 2010]. Disponible en: [ [en línea] [Consultado el: 8 de enero de 2011]. Disponible en: [ 38