PRÁCTICA 1. GESTIÓN DE REDES Y REDES Y SERVICIOS TOPOLOGÍA DE INTERNET

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1 PRÁCTICA 1. GESTIÓN DE REDES Y REDES Y SERVICIOS TOPOLOGÍA DE INTERNET Introducción. La estructura de Internet en cuanto a topología parece un caos de redes y enlaces que crecen de forma contínua en todas partes y sin ningún control. Sin embargo, es facil encontrar una estructura bien definida en forma jerárquica. Las empresas que se encargan de dar conexión a los usuarios a la red Internet son los proveedores de servicios de Internet (ISP, Internet Service Providers). Estas empresas pueden clasificarse de acuerdo a los servicios que pueden ofrecer a sus clientes. De esta forma, hay ISP pequeños, de caracter regional que no cuentan con una red propia y que básicamente ofrecen el servicio de acceso a la red, contratando las líneas físicas a algún otro ISP con mayor infraestructura. Hay otros ISP que tienen en propiedad una red de alcance local o regional (por ejemplo, Retecal en Castilla y León), pero que siguen teniendo la necesidad de contratar líneas a otras empresas para poder ofrecer el servicio de acceso a Internet. Luego pueden encontrarse los ISP de nivel nacional, que cuentan con una infraestructura de red a nivel del país en que se desarrolla su actividad. Estos ISPs de nivel nacional tendrán que contratar líneas o servicios a terceras empresas cuando quieran ofrecer una salida internacional a sus clientes, mientras que el tráfico nacional puede ir por su red. Finalmente estarían los ISP que cuentan con líneas propias que conectan sus infraestructuras en diversos países. También se podría citar a las empresas que cuentan con las líneas continentales sobre las que pasa la mayoría del tráfico Internet (los backbones de Internet). Como se ha visto, la red Internet es una red de conmutación de paquetes basada en datagramas, por lo que, cuando la información vaya de un punto a otro en forma de paquetes, cada uno de estos paquetes puede seguir un camino totalmente diferente del seguido por los otros. Esto es así en teoría y ocurriría así si todas las redes existentes estuviesen más o menos conectadas entre sí. Sin embargo, el funcionamiento de la red Internet se rige por patrones estrictamente económicos: las redes son propiedad de las empresas y cada una de esas empresas puede decidir si permite o no a las otras empresas que el tráfico pase por sus líneas. De este modo, para que una empresa pueda usar las infraestructuras de otras se debe establecer una relación comercial previa, de forma que la empresa propietaria de las líneas reciba una compensación por el tráfico que deja pasar. A esta relación comercial se la denomina acuerdo de tránsito. Exite otro tipo de relación entre empresas que se produce cuando las dos empresas son más o menos de igual tamaño y los tráficos que una originará en la otra son semejantes. En estos casos, se crean acuerdos de intercambio de datos sin que exista contraprestación económica, a estos acuerdos se los denomina acuerdos de peering, ya que se establecen entre empresas que se reconocen como peer o iguales. De esta manera, el camino seguido por un paquete desde su origen hasta su destino es más predecible de lo que pudiese pensarse en un principio y no cambia prácticamente de un paquete a otro a no ser que uno de los router esté muy congestionado o esté fuera de servicio. Esta forma de conexión entre los ISP dio lugar a un problema grave de tiempos de transmisión y de saturación de los enlaces, ya que se daban situaciones en las que, para que 1

2 dos usuarios conectados con dos ISP diferentes de la misma región pudiesen intercambiar datos, el flujo de información llegaba a salir por enlaces internacionales antes de llegar a su destino. Por ejemplo, podía darse el siguiente flujo de datos para comunicar a dos usuarios leoneses que usasen los ISP locales Nora y Lesein: Usuario A --> Nora Internet (León, España) --> Retevisión (España) --> BT Ignite (España) -- > BT Ignite (Reino Unido) --> BT Ignite (USA) --> Cable & Wireless (USA) --> Cable & Wireless (Amsterdam, Holanda) --> Cable & Wireless (España) --> Telefónica Data (España) --> Lesein (León, España) --> Usuario B Como puede observarse, los datos se intercambian en Estados Unidos, donde existe un acuerdo de tránsito (o de peering) entre BT Ignite y Cable & Wireless, por lo que, para conectar a dos usuarios locales, los datos viajan hasta Estados Unidos a través de las redes de 6 ISPs diferentes. Esta situación, además de originar un mayor retardo en las comunicaciones, originaba una sobresaturación de los enlaces transoceánicos (que son menos numerosos que los continentales), por lo que los ISP buscaron una forma de evitar el problema. La solución fue crear los llamados puntos neutros de intercambio, normalmente a nivel nacional, de forma que el intercambio de datos entre proveedores del mismo país no salga de las redes existentes en el mismo. En España, el punto neutro se denomina Espanix y está en Madrid. El punto neutro es un lugar físico donde exite un dispositivo que permite intercambiar los datos entre los ISP que así lo desean. Este dispositivo puede ser un switch, un hub, un router o una red más complicada. La dirección del punto neutro español es El funcionamiento del punto neutro es el siguiente: Para poder conectarse al punto neutro, el ISP debe cumplir una serie de normas. En el caso de Espanix, se exige que el ISP tenga medios suficientes para dirigir el tráfico internacional por sí mismo, sin que intervengan ninguna de las redes de los otros ISP conectados. Una vez conectados los ISP, el intercambio de datos efectivo se debe consensuar entre cada par de ISP, mediante acuerdos de peering. Además del punto neutro español, que tiene nivel nacional, exite otro punto neutro de nivel local, denominado Catnix, que se encarga de optimizar el tráfico local dentro de la comunidad catalana. Por toda Europa existen puntos neutros en cada uno de los paises. Hay una organización que recoge todos los puntos neutros que existen en Europa, se accede desde la dirección Herramientas para descubrir rutas Existen dos herramientas principales para comprobar la conectividad y descubrir el camino que siguen los paquetes hacia un host determinado. La herramienta ping tiene como finalidad el comprobar si determinado host se puede alcanzar desde el equipo donde se la invoca. Ejemplo: 2

3 C:\>ping Haciendo ping a [ ] con 32 bytes de datos: Respuesta desde : bytes=32 tiempo=341ms TTL=46 Tiempo de espera agotado para esta solicitud. Respuesta desde : bytes=32 tiempo=331ms TTL=45 Respuesta desde : bytes=32 tiempo=360ms TTL=45 Estadísticas de ping para : Paquetes: enviados = 4, recibidos = 3, perdidos = 1 (25% perdidos), Tiempos aproximados de recorrido redondo en milisegundos: mínimo = 331ms, máximo = 360ms, promedio = 258ms La herramienta tracert (traceroute en UNIX y linux) sirve para descubrir el camino que los paquetes siguen desde su origen hasta su destino. Ejemplo: C:\>tracert Traza a la dirección [ ] sobre un máximo de 30 saltos: 1 <10 ms <10 ms 10 ms riris.unileon.es [ ] 2 40 ms 40 ms 10 ms n unileon.es [ ] ms 280 ms 210 ms A EB-Valladolid1.red.rediris.es [ ] ms 80 ms 110 ms FE2-2-0.EB-Valladolid0.red.rediris.es [ ] ms 80 ms 80 ms AT EB-IRIS2.red.rediris.es [ ] 6 * 90 ms 90 ms GE1-1-0.EB-IRIS1.red.rediris.es [ ] 7 80 ms 80 ms 90 ms POS2-2.EB-Madrid00.red.rediris.es [ ] ms 250 ms * So grtmadrr2.ri.telefonica-data.net [ ] ms 301 ms 310 ms So7-1-0-grtlontl3.ri.telefonica-data.net [ ] ms 261 ms 230 ms So1-2-0-grtnyccc2.ri.telefonica-data.net [ ] 11 * 270 ms 261 ms ibr01-p1-0.nycm01.exodus.net [ ] ms * 340 ms ms 281 ms 260 ms bbr01-p0-0.stng01.exodus.net [ ] ms 290 ms 261 ms bbr01-p4-0.stng02.exodus.net [ ] ms 260 ms 301 ms dcr01-g6-0.stng02.exodus.net [ ] ms 240 ms 250 ms csr11-ve241.stng02.exodus.net [ ] ms * 350 ms ms * * dcbi1-gige-1-1.net.google.com [ ] ms 351 ms 310 ms [ ] Traza completa. El número en la primera columna es el número de salto, los tres tiempos siguientes son el tiempo de respuesta para los paquetes enviados (un asterisco indica que no se obtuvo respuesta), posteriormente viene el nombre y la dirección IP del nodo por el que se pasa. Ambos comandos son accesibles desde una ventana de línea de comandos. tracert utiliza el campo Time To Live (TTL) de la cabecera IP. Este campo sirve para que un paquete no permanezca en la red de forma indefinida (por ejemplo, debido a la existencia en la red de un bucle cerrado en la ruta). El campo TTL es un número entero que es decrementado por cada nodo por el que pasa el paquete. De esta forma, cuando el campo TTL llega al valor 0 ya no se reenviará más, sino que el nodo que lo esté manejando en ese momento lo descartará. Lo que hace tracert es mandar paquetes a la red de forma que el primer paquete lleve un valor TTL=1, el segundo un TTL=2, etc. De esta forma, el primer paquete será eliminado por el primer nodo al que llegue (ya que éste nodo decrementará el valor TTL, llegando a 0). Cuando un nodo elimina un paquete, envía al emisor un mensaje de control especial indicando esta incidencia. tracert usa esta respuesta para averiguar la 3

4 dirección IP del nodo que desechó el paquete, que será el primer nodo de la red. La segunda vez que se manda un paquete, el TTL vale 2, por lo que pasará el primer nodo y llegará al segundo, donde será descartado, devolviendo de nuevo un mensaje de control. Esto se hace de forma sucesiva hasta que el paquete llega a su destino. Programa Visual Route El programa Visual Route es una herramienta que se utiliza para obtener una información gráfica de la ruta que siguen los paquetes desde el origen hasta su destino. Se usa la información generada por el comando tracert junto con la información obtenida de la base de datos de RIPE para cada uno de estos nodos. Servidores de traceroute Existen en Internet una serie de lugares que proporcionan servidores de traceroute especular, es decir, nos informan de los resultados de la ejecución de un comando traceroute desde ese host hasta el nuestro. A estos servidores se les suele llamar Looking Glass. La mayoría de los ISP con redes permiten la realización de estas operaciones. También hay servidores (muchas veces los mismos looking glass) que proporcionan la posibilidad de ver el resultado de un traceroute desde su host hacia cualquier otro punto. Esto es de gran ayuda a la hora de realizar mapas de caminos para los paquetes. En el sitio web se encuentran recogidos algunos de los sitios web que ofrecen la posibilidad de realizar trazas al sitio que se les indique. Ejercicios propuestos para la práctica Conectarse al punto neutro español, ver los ISP que hay conectados. Visitar los sitios web de alguno de estos proveedores y observar la infraestructura de red con que cuentan, tanto a nivel nacional, europeo e internacional. Los mapas de la red de cada uno de estos proveedores suelen aparecer en su sitio web (que normalmente es un dominio.net) bajo el epígrafe our network o mapa de la red. Cuál es la compañía que más acuerdos de peering tiene de las que están conectadas al punto neutro español? Conectarse a la organización Euro-IX y ver los puntos neutros existentes en Europa. Visitar el sitio web de alguno de los puntos neutros europeos, comparando la cantidad de tráfico intercambiado en cada punto neutro. Cómo es la infraestructura del punto neutro de Ámsterdam? Cuál es el dispositivo para interconectar los router de los ISP en un punto neutro que más se usa? Qué fabricantes y modelos se usan más? Qué diferencias hay entre el punto neutro catalán y el español? Además de los puntos neutros Espanix y Catnix, se está ultimando la puesta en funcionamiento de un nuevo punto neutro a nivel de comunidad autónoma. Cual es? 4

5 Encontrar proveedores cuyas redes crucen el atlántico. Usar servidores de tracert y looking glass para dirigirse a un mismo sitio en Estados Unidos desde varios origenes en el continente europeo. Con qué proveedor se cruza el océano? Construir un esquema de los nodos por los que pasa la información (nodo, compañía) desde la Universidad de León hasta: Un sitio web comercial en España. Un sitio web comercial en Europa. Un sitio web comercial en Estados Unidos. Un sitio web comercial en Latinoamérica. Una sitio web de una universidad española. Una sitio web de una universidad europea. Una sitio web de una universidad en Estados Unidos. Una sitio web de una universidad latinoamericana. Descubrir la estructura de la red dedicada a la educación e investigación española y europea (nombres de las redes, organismos, backbone, conectividad, etc). A qué velocidad se ha conectado la red de las universidades españolas al backbone europeo? Herramientas a utilizar: Usar los comandos ping y traceroute así como el programa Visual Route y el buscador Google ( para buscar datos de las compañías. 5