REDES DE COMPUTADORES REDES Y SISTEMAS DISTRIBUIDOS

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1 REDES DE COMPUTADORES REDES Y SISTEMAS DISTRIBUIDOS Título de la práctica CONFIGURACIÓN BÁSICA DE REDES Sesión Configuración de routers Laboratorio 2.7 Material utilizado PCs, PC Routers y Routers Linksys OBJETIVOS Una vez que hemos visto cómo configurar clientes TCP/IP, el siguiente paso está relacionado con la configuración de distintos tipos de routers. Esta sesión de prácticas tiene dos objetivos fundamentales: en primer lugar, familiarizarse con algunos de los distintos tipos de routers que podemos encontrar en el mercado; en segundo lugar, comprender y configurar algunas de las topologías de red más comunes. RECURSOS El laboratorio donde se realizan las prácticas está equipado con los siguientes recursos: PCs con sistemas operativos Windows y Linux. Cada uno de los PCs tiene instaladas dos tarjetas Ethernet 10/100. Routers Linksys. INTRODUCCIÓN La configuración de equipos de encaminamiento, de ahora en adelante routers, es una de las tareas fundamentales en el establecimiento de redes de pequeña y gran escala. No se trata de un trabajo realizado por unos pocos profesionales, sino que hoy en día, con el auge de la banda ancha, constituye un ejercicio frecuente para todas aquellas pequeñas empresas y aficionados a la informática que desean conectar una red doméstica o de reducidas dimensiones a Internet. Con esta idea en mente, se ha diseñado esta sesión de prácticas con el fin de cubrir tanto distintos tipos de routers como de topologías de red frecuentes. Por un lado, veremos cómo llevar a cabo la configuración de routers de distintas características, desde PCs con Linux que actúan como routers hasta routers reales que permiten una amplia gama de posibilidades. Las cuestiones que vamos a analizar son: descripción de características y componentes típicos de un router, acceso a los routers para configuración remota, configuración de las direcciones de las distintas interfaces, configuración de las tablas de enrutamiento y configuración de la asignación dinámica de direcciones. Por otro lado, en el laboratorio de prácticas se establecerá una topología de red que englobará los distintos tipos de subredes que podemos encontrarnos en la realidad. Es decir, veremos cómo configurar redes de área local sencillas (como la de los laboratorios de la Facultad), conexiones punto a punto, entornos idénticos a los que ofrecen los proveedores de banda ancha mediante ADSL o cable módem, etc DITEC. Universidad de Murcia - Página 1

2 Para una correcta realización de las prácticas, los alumnos se irán ubicando en distintos puestos del laboratorio con el fin de que puedan hacer uso de los distintos dispositivos, así como de enfrentarse a distintos tipos de configuraciones. El plan de trabajo de esta sesión, al igual que el del resto de las sesiones, consistirá en las siguientes etapas: 1. Lectura del boletín por parte del alumno 2. Presentación de los routers y la topología del laboratorio. 3. Realización, por parte del alumno, de los ejercicios propuestos. PARTE A: DESCRIPCIÓN DE CARACTERÍSTICAS Y COMPONENTES DE LOS ROUTERS Todos los routers con los que vamos a trabajar en prácticas disponen de dos interfaces de red distintas, lo que quiere decir que pueden pertenecer a dos subredes distintas y por tanto que sólo sirven para interconectar directamente dos redes. En el caso de que el número de subredes sea mayor tendremos que utilizar más de un router y por tanto configurar un encaminamiento multisalto. A estas dos interfaces, comúnmente, se les conoce como interfaz WAN e interfaz LAN, en clara referencia al tipo de red al cual pertenecen. La interfaz WAN será aquella que conectará el router a una red de área extensa, aunque esto no tiene por qué ser así siempre. Esta interfaz normalmente puede configurarse para trabajar en modo punto a punto, en una LAN, o puede estar equipada con un cliente DHCP. Por otro lado, la interfaz LAN está pensada para formar parte de la LAN a la cual se le quiere dar acceso a la red de área extensa. Suele tener menos opciones de configuración y resulta más sencilla de establecer. Otra de las características de la mayoría de los routers son los indicadores de actividad (los cuales también podemos encontrar en hubs y switches). Se trata de diodos LED que informan principalmente de dos cuestiones: en primer lugar, si hay actividad (el enlace está establecido) y a qué velocidad está funcionando la interfaz (normalmente 10 ó 100 Mbps); en segundo lugar, pueden proporcionar otro tipo de información, como si se está haciendo uso de un puerto desprotegido, si se está llevando a cabo la configuración del router en ese instante, etc. Estos diodos permiten, mediante un vistazo rápido al dispositivo, observar la actividad del mismo sin tener que acceder mediante algún protocolo de comunicaciones. Por último, otra de las características importantes de los routers es la forma de acceder a ellos de forma remota. En el caso del PC Router (router que actúa de PC), la forma de acceder a él remotamente es más flexible, ya que depende de los servicios de red que hayamos instalado. Los routers hardware proporcionan principalmente dos métodos de acceso: el primero está basado en una interfaz de comandos a la cual se accede mediante una conexión por cable serie, TELNET o SSH; el segundo método se corresponde con los routers más actuales y está basado en el uso de un navegador para configurar el router, ya que éste último dispone de un pequeño servidor Web desde el cual permite llevar a cabo la configuración de forma visual. A continuación mostramos una tabla resumen en la cual se especifican algunas características de los routers que vamos a utilizar DITEC. Universidad de Murcia - Página 2

3 Router Interfaces Indicadores LED Acceso Remoto PC Router 2 (indistintas) Los correspondientes a las tarjetas Ethernet. Cualquiera que esté habilitado (normalmente SSH, o directamente Linksys 2 (WAN y LAN). Lleva integrado un conmutador de cuatro puertos. Enlace, Velocidad, Encendido, DMZ, Diag mediante teclado). Web PARTE B: CONFIGURACIÓN DE LAS INTERFACES PC ROUTER La configuración de las direcciones de las interfaces de un PC Router basado en Linux es exactamente igual que la configuración de las interfaces de un host. Es decir, podemos usar tanto el programa ifconfig como los ficheros de configuración del directorio /etc/sysconfig/network-scripts para especificar, o bien directamente la dirección de cada interfaz, o bien que dicha dirección se obtenga de forma dinámica mediante DHCP. La diferencia fundamental respecto a lo visto en la sesión anterior es que ahora disponemos, al menos, de dos interfaces Ethernet distintas (normalmente llamadas eth0 y eth1). Para seguir con el convenio de referirse a las interfaces con los términos WAN y LAN, asumiremos siempre que la interfaz eth0 es la interfaz LAN y la eth1 es la WAN. Como recordatorio, volvemos a poner aquí un ejemplo de cómo llevar a cabo la configuración de esas interfaces de forma estática mediante la orden ifconfig: root# ifconfig eth netmask up root# ifconfig eth netmask up LINKSYS Para realizar cualquier configuración sobre los routers Linksys, es necesario disponer de un navegador y de un equipo configurado en la misma LAN en la que se encuentra la interfaz LAN del router. Por defecto, la dirección IP de la interfaz LAN del router es la Una vez que tengamos configurado el equipo cliente que vamos a utilizar para acceder al router, para lo cual debemos asignarle una dirección de la red /24, abrimos el navegador e introducimos la dirección IP del router. Tras especificar el login y el password del administrador, se nos presenta una página desde la cual podemos especificar la configuración de las interfaces WAN y LAN. La ventana es similar a la que se muestra a continuación: Como se puede apreciar, desde la primera pestaña llamada Setup y seleccionando Basic Setup, es posible especificar, entre otras características, la dirección IP de la interfaz LAN así como el tipo de conexión WAN. Respecto a esto último, conviene aclarar que este tipo de routers permite varios tipos de conexiones WAN (en la configuración Web este tipo de interfaz recibe el nombre de Internet Connection): 2009 DITEC. Universidad de Murcia - Página 3

4 1. Obtención de una dirección IP automáticamente mediante DHCP 2. Especificación de una dirección IP estática (junto con la máscara y router por defecto) 3. Otros tipos de conexiones basadas en conexiones punto a punto, como PPPoE, RAS, PPTP o HBS. Este último tipo no lo analizaremos por tratarse de cuestiones que no se engloban en el ámbito de la asignatura. Por tanto, lo único que debe hacerse es introducir los valores apropiados en función del papel que desempeñe el router que estamos configurando. Conviene aclarar que si modificamos la dirección IP de la interfaz LAN, para seguir configurando el router deberemos también modificar la configuración IP del equipo cliente que estemos usando, o bien hacer uso de otro equipo que ya se encuentre en la misma subred. PARTE C: CONFIGURACIÓN DE LAS RUTAS Independientemente del router con el nos encontremos trabajando, la configuración de rutas se lleva a cabo siempre introduciendo una serie de entradas en la tabla de encaminamiento compuestas por los siguientes campos (tal y como se vio en los apuntes de la sesión 1): Destino: Red o equipo al cual se quiere llegar. También existe lo que se conoce como destino por defecto para el caso en el cual el paquete vaya dirigido a un destino no contemplado en la tabla. Gateway: Forma de llegar hasta la red especificada en el campo destino. Es posible utilizar dos tipos de valores. Por un lado, la dirección IP de un router. Por otro lado, la red puede estar directamente accesible por una de las interfaces. Máscara: Se trata del valor utilizado para obtener la dirección de la red destino a partir de la dirección IP del destinatario DITEC. Universidad de Murcia - Página 4

5 Interfaz: Indica cuál de las distintas interfaces del equipo debe utilizarse para hacer llegar el paquete hasta el gateway especificado. A lo largo de este apartado nos concentraremos simplemente en ver las distintas formas de especificar estas entradas en cada uno de los routers. PC ROUTER Una máquina Linux también es capaz de encaminar paquetes IPv4 configurándola adecuadamente. Para llevar a cabo esto, inicialmente tenemos que tener al menos dos tarjetas de red en el equipo que vaya a funcionar como PC Router. La habilitación del encaminamiento se puede hacer mediante el comando sysctl. Esta orden sirve para modificar parámetros del kernel. Podemos ver las opciones relacionadas con el encaminamiento mediante: root# sysctl a grep forward Para modificar la opción que nos interesa, y que por tanto el equipo sea capaz de reenviar los paquetes que le llegan por una interfaz hacia la otra, debemos introducir lo siguiente: root# sysctl w net.ipv4.conf.all.forwarding=1 También es posible hacerlo mediante el fichero /etc/sysctl.conf, añadiendo la línea net.ipv4.conf.all.forwarding=1 para que quede configurado permanentemente. A continuación se introducen las rutas estáticas mediante la orden route. Sin embargo, en primer lugar convendría saber interpretar la información que nos ofrece esta orden con el fin de poder después validar que las rutas se han introducido correctamente. Si ejecutamos route n podremos visualizar la tabla de encaminamiento. De aquí en adelante, simularemos la configuración de uno de los dos routers que se utilizaron en el desarrollo de la sesión anterior de prácticas. Al ejecutar route n sobre el router se muestra la siguiente información por pantalla: root# /sbin/route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface U eth U eth UG eth UG eth1 En él se pueden apreciar los cuatro campos anteriormente comentados (Destino, Gateway, Máscara, Interfaz) más otros campos de los cuales conviene destacar el campo flags (para más información acerca de la salida de esta orden, puede consultarse su página man). Este campo puede tomar varios valores, de los cuales nos interesan aquí principalmente estos tres: U: la ruta está activa H: el destino no es una red, sino un host G: se accede a través de un router 2009 DITEC. Universidad de Murcia - Página 5

6 Una vez que ya sabemos interpretar los datos, el siguiente paso es saber hacer uso de route para introducir las rutas. Para ello, simularemos la introducción de las dos últimas rutas del ejemplo anterior. Para el caso de la red , la orden que introduciría dicha entrada sería: root# route add net netmask gw Para introducir el router por defecto, lo haríamos de la siguiente forma: root# route add default gw Para borrar las rutas se utiliza del en lugar de add. Si queremos introducir la ruta a un host, no a una red, debemos utilizar entonces add host. También es posible introducir las rutas estáticas en el fichero /etc/sysconfig/static-routes. Por ejemplo, la siguiente línea equivaldría a la orden route para la red : eth1 net netmask gw LINKSYS La introducción de rutas estáticas en los routers Linksys se realiza de forma bastante sencilla gracias a la interfaz Web que proporcionan. Para ello, desde la página principal debemos acceder a la opción Advanced, tras lo cual nos aparecerán, entre otras, las opciones de configuración relacionadas con el encaminamiento. El primer paso que se debe realizar para que el router haga uso de la tabla de encaminamiento es desactivar el uso del NAT. Esta opción se selecciona desde la página Advanced Routing, tal y como se aprecia en la figura DITEC. Universidad de Murcia - Página 6

7 A continuación, dentro de la sección Static Routing pasamos a introducir manualmente las rutas. Podemos, en primer lugar, visualizar cuál es el contenido actual de la tabla de rutas pulsando el botón Show Routing Table. Continuando con el ejemplo visto en la sección anterior, supongamos que para el mismo router ya analizado tenemos la siguiente tabla de encaminamiento: Routing Table Entry List Destination LAN IP Subnet Mask Default Gateway Hop Count Interface WAN WAN LAN Por tanto, nos faltaría introducir cómo llegar hasta la red Para ello, procederíamos de la siguiente forma: 2009 DITEC. Universidad de Murcia - Página 7

8 Y por último presionaríamos sobre el botón Save Settings. PARTE D: ASIGNACIÓN DINÁMICA DE DIRECCIONES. SERVIDORES DHCP Un servidor DHCP, como su propio nombre indica, implementa el protocolo Dynamic Host Configuration Protocol. DHCP nos va a permitir que los clientes conectados a una red TCP/IP puedan obtener sus direcciones IP, así como otros parámetros del funcionamiento (router por defecto, servidor DNS, etc.). El servidor DHCP se encarga de asignar una nueva dirección a un cliente, escogiéndola de un rango que él mismo gestiona. Cuando un cliente solicita una dirección utilizando DHCP, el servidor asigna una dirección del rango durante un tiempo determinado (tiempo de alquiler). Antes de que expire el tiempo, el cliente debe renovar la solicitud para que la dirección siga asignada a él. Cuando el alquiler expira la dirección vuelve a estar disponible para ser usada por cualquier otro cliente. PC ROUTER Vamos ahora a ver cómo activar un servidor DHCP en un PC Router. Para ello, recurrimos al fichero de configuración /etc/dhcp.conf, el cual contendrá toda la información necesaria para proporcionar el servicio. Veamos un ejemplo: 2009 DITEC. Universidad de Murcia - Página 8

9 ddns-update-style interim; subnet netmask { # default gateway option routers ; option subnet-mask ; option domain-name-servers , ; range dynamic-bootp ; default-lease-time 600; max-lease-time 7200; } Para empezar, se especifica la red a la cual dará servicio el servidor, indicando la dirección de la red y su máscara. Las tres primeras líneas dentro de la definición de la red definen las opciones globales. Se trata de parámetros que se aplican a todos los clientes del servidor DHCP, a no ser que se especifique lo contrario en una declaración específica, que definen el router por defecto, la máscara de red y la dirección de los servidores DNS. La cuarta línea especifica el rango de direcciones que asignará el servidor (en este caso desde la.100 a la.149). Las dos últimas líneas establecen el periodo de alquiler (en segundos), tanto el tiempo por defecto como el tiempo máximo. También se pueden especificar valores concretos para un host determinado identificado gracias a su dirección MAC (hardware Ethernet) y asignarle una dirección concreta. La siguiente entrada, la cual se incluiría dentro de la sección subnet, serviría para dicho propósito: host h1 { hardware Ethernet XX:XX:XX:XX:XX:XX; fixed address ; } Después de que el fichero de configuración haya sido adecuadamente completado, hay que lanzar el demonio Linux del servidor DHCP: root# /usr/sbin/dhcpd [-p port] [-f] [-d] [ethx] donde con p se puede especificar el puerto por el que escuchará el servidor (por defecto el 67). Con f el demonio se ejecuta en primer plano y con la opción d podemos ver información de depuración. También se pueden especificar las interfaces por las que el servidor escuchará las peticiones de los clientes. LINKSYS La configuración del servidor DHCP que llevan incorporados los routers Linksys se realiza a través de la página Web Basic Setup, situada en el menú principal Setup DITEC. Universidad de Murcia - Página 9

10 Como podemos apreciar, en ella se puede especificar si se desea activar el servidor DHCP, cuál va a ser la primera dirección del rango, número de usuarios a los que se les puede proporcionar dirección (por tanto, fin del rango), tiempo de alquiler y finalmente dirección de los servidores DNS y WINS. Conviene aclarar que el servidor DHCP sólo escuchará las peticiones que le llegan desde la interfaz LAN, es decir, que no se proporciona el servicio a la interfaz WAN. EJERCICIO PROPUESTO Esta práctica se realizará por equipos de 4 personas (dos grupos de prácticas). A cada grupo le corresponderá la configuración de un router, un PC router y dos PCs. El objetivo final del ejercicio es que puedan intercambiarse paquetes IP entre los PCs del laboratorio, para lo cual es necesario que todos equipos estén correctamente configurados. Con el fin de simplificar la asignación de responsabilidades, la figura de la red que aparece en el apéndice A asume que el grupo de alumnos deberá sentarse en el mismo banco de prácticas. Se dispone de la dirección de clase C para configurar todo el laboratorio. Cada subred creada tendrá un subnetid de 5 bits y un hostid de 3 bits (el router X define la subred X y cada PC router Y define la subred Y). La dirección de cada subred se obtiene numerándolas de forma consecutiva, empezando por la subred para la subred 1. Debe respetarse el convenio de que los routers/pc routers obtienen la primera dirección IP del rango de la subred, y para subredes con más de un router/pc router, se seguirá el orden establecido por el número de router/pc router DITEC. Universidad de Murcia - Página 10

11 APÉNDICE A. RED DEL LABORATORIO PARA LA SESIÓN 3 DE LA PRÁCTICA DITEC. Universidad de Murcia - Página 11