Redes TCP/IP bajo Unix: Conceptos básicos de - UTN

Redes TCP/IP bajo Unix
Conceptos básicos de Operación y
Administración.
por Ing. Fernando A. Cuenca ([email protected])
Laboratorio de Sistemas - UTN Facultad Córdoba
Introducción
El presente trabajo persigue 2 objetivos: en primer lugar, presentar al lector las posibilidades
que ofrece un ambiente de red basado en Unix; en segundo lugar, introducirlo en los
conceptos básicos requeridos para administrar una red TCP/IP bajo el citado sistema
operativo1.
No obstante lo anterior, se hacen dos aclaraciones al lector:
• Se asumirá que el lector posee conocimientos básicos de la terminología empleada en
tecnología de redes (LAN vs WAN, topologías, medios de transmisión, protocolos,
conmutación por paquetes, etc.).
• "Lo maravilloso de los estándares es que hay muchos de donde elegir" -- Almirante
Grace Murray Hooper2. Uno de los grandes mitos acerca de Unix es su nivel de
estandarización. Si bien todas las diversas variantes (o flavors) de Unix comparten una
filosofía común muy amplia lo cual hace posible un alto grado de similitud entre todas
ellas, en el momento de afinar los detalles de la implementación suelen aparecer
discrepancias (en particular, los nombres de los comandos, el formato y nombre de los
parámetros, el formato de los resultados que se muestran por pantalla, etc.). Para éste
articulo se tomará al sistema operativo Linux (una variante de Unix de distribución
gratuita) como plataforma de referencia; será tarea del lector identificar las diferencias
con su propia plataforma y realizar las adaptaciones del caso.
1
Cabe aclarar, sin embargo, que la mayoría de los conceptos que se desarrollarán en el
capítulo de Administración son aplicables a casi todas las implementaciones de TCP/IP bajo
otras plataformas.
2
La Almirante Grace Hooper participó en el diseño del lenguaje COBOL, durante la década
del 60.
Conectándose a Unix
Terminales "bobas", Workstations y PCs
El sistema operativo Unix fue concebido en los años 70. En aquellos tiempos, el modelo
imperante para los sistemas de computación era el que llegó a
conocerse como "de tiempo compartido", en donde un equipo
central con capacidad de multiprogramación (conocido como
host) atendía simultáneamente a múltiples usuarios conectados al
mismo desde terminales remotas ubicadas en el mismo edificio o
en otras locaciones conectadas al mismo a través de una red de
Figura 1:
Computador PDP-8
comunicaciones.
Dichas terminales estaban constituidas básicamente por un teclado, una pantalla y un
dispositivo de comunicaciones (usualmente de tipo serial, por
ejemplo basado en RS-232), y se denominaban "terminales
bobas" (dumb terminals) debido a que carecían por completo
de capacidad de procesamiento, mas allá de la necesaria para
tomar caracteres desde el teclado, enviarlos al equipo central
por el vínculo de comunicaciones y recibir desde él nuevos
caracteres que desplegar en la pantalla. De esta forma,
resultaban meros dispositivos de interface entre el usuario y un
proceso en ejecución en la computadora central.
Figura 2: Terminal
VT100
Luego, durante el transcurso de la década del 80 y conforme los costos de la tecnología de
computación disminuían crecientemente, fue creciendo una nueva concepción tendiente a
llevar poder de procesamiento más cerca del usuario.
Por una parte, las PC (Computadoras Personales) aparecieron en escena y rápidamente
empezaron a poblar las oficinas y mas tarde los hogares. Aquellas organizaciones que se
vieron en la situación de enfrentar la coexistencia de equipos personales con centralizados
encontraron que podían aprovechar lo mejor de ambos mundos permitiendo el acceso desde
las PCs a las aplicaciones y datos corporativos corriendo bajo Unix, por medio de conexión
de las PCs al host Unix a través de conexiones seriales y la ejecución en la PC de un
software emulador de terminal. Dichos programas constituyen básicamente una terminal
boba implementada en software, que utiliza el hardware de la PC de manera tal que la
misma se comporta como si se tratara de una terminal corriente (es decir, solo procesa
entradas y salidas por teclado y pantalla, quedando el procesamiento de la aplicación en
manos del equipo central).
Por otra parte, en los ambientes de ingeniería e investigación, empezaron a aparecer potentes
computadoras personales basadas en Unix y construidas, usualmente, con tecnología RISC,
denominadas workstations (estaciones de trabajo). Si bien estos equipos corrían
básicamente el mismo Unix que los equipos centralizados, explotaban más sus capacidades
de multiprocesamiento que la de atender múltiples usuarios simultáneos; es decir, se trataba
de equipos con mucho potencial de cálculo, especialmente pensado para aplicaciones de
ingeniería o científicas, operados por un único usuario desde la consola (pantalla y teclado
conectado directamente al equipo), siendo muy poco usual que se las conectara a terminales
seriales a ser utilizadas por otros usuarios, a pesar de que el sistema operativo soportaba esta
modalidad de trabajo.
2
Si bien el pasar de equipos centralizados compartidos a equipos personales individuales
trajo como beneficio un mayor poder de procesamiento y flexibilidad para los usuarios, se
llevó consigo una de las ventajas de la computación centralizada: la posibilidad de compartir
recursos. Es por ello que la década del 80 no sólo es la década de la computación personal,
sino también la de la popularización y crecimiento de las redes de área local (denominadas
LAN). La idea de interconectar equipos en redes no era nueva; sin embargo, los esfuerzos de
investigación y desarrollo en tal sentido se orientaban mas bien a la interconexión de
equipos ubicados en locaciones distantes entre sí, formando redes de área amplia
(conocidas como WAN), ya que el "área local" estaba dominada por equipos de conexión
centralizada. En el caso particular de Unix, la técnica de interconexión que se volvió
standard fue la basada en una familia de protocolos de comunicaciones denominada TCP/IP,
mediante la cual dos equipos Unix interconectados podían intercambiar datos y permitir a
usuarios conectados a uno de ellos iniciar nuevas sesiones de trabajo en el otro.
Cuando las workstations aparecieron en la escena a mediados de la década del 803, resultó
natural que estuvieran preparadas con capacidades de conectividad
en red. No obstante, el tipo de conectividad requerida no era a nivel
WAN sino a nivel LAN, a fin de que pudieran interactuar con otras
workstations y con equipos centralizados de mayor porte disponibles
en la organización. Se volvió entonces practica standard entre los
fabricantes de workstations que las mismas contaran con capacidad
de conectividad TCP/IP y hardware para conexión a una red LAN,
utilizando la norma Ethernet, que finalmente terminó por convertirse
en el standard para redes de estas características. De ésta manera, un
usuario poseedor de una workstation podría ejecutar localmente sus
aplicaciones y al mismo tiempo iniciar sesiones de trabajo remotas
Figura 3:
en los servidores corporativos (y, por supuesto, en otras
Workstation Sun
4
workstations disponibles en la red ).
Al mismo tiempo, las PCs fueron ganando terreno en el ámbito de las redes LAN (y, de
hecho, resultaron finalmente sus principales impulsores). Sin embargo, no fue hasta
mediados de los 90 con la masificación del acceso a servicios Internet (la red TCP/IP por
excelencia) que TCP/IP se volvió un componente obligado del software de red de éstas
computadoras, desplazando a otros protocolos como IPX y NetBIOS, que dominaron la
escena de las LAN entre PCs durante años. Como resultado, hoy puede utilizarse una PC de
bajo costo para acceder a servicios de datos y sesión remota sobre servidores Unix, de
manera análoga a la que se utilizaría desde una workstation.
El Sistema X-Window
Cabe mencionar finalmente otro tipo de conexión a sistemas Unix, para el cual hay que
analizar previamente el formato con que esas conexiones pueden realizarse.
Tradicionalmente, las terminales bobas fueron
dispositivos "de caracteres", que permitían
conexiones en modo texto. Las primeras terminales
eran extremadamente primitivas; denominadas "ttys
de vidrio", básicamente eran variaciones de los
teletipos (de allí la denominación "tty") y únicamente
permitían desplegar líneas de caracteres y producir
avances de carro, sin que el programador tuviera
control alguno sobre el formateo y ubicación de
dichos caracteres en la pantalla. Con el tiempo, fueron
evolucionando hasta eliminar esas limitaciones (se
transformaron en terminales "de pantalla completa") y agregaron nuevas capacidades como
Figura 4: Terminal "de copia dura"
o teletipo
3
La primera workstation fue lanzada al mercado por Sun Microsystems en 1983.
Esta concepción del trabajo en red llevó a Sun a acuñar el slogan "The network is the
computer" ("La computadora es la Red").
4
3
diferentes estilos (caracteres parpadeantes, remarcados, subrayados, etc.), diferentes juegos
de caracteres, caracteres gráficos, etc. Pero continuaron siendo terminales capaces de
mostrar solamente texto.
Mientras esto ocurría en el ámbito comercial, el MIT (Instituto de Tecnología de
Massachusetts) se encontraba trabajando en el Proyecto Athena. Uno de los resultados de
ese proyecto fue un "sistema de presentación gráfica distribuida". La idea consistía en
permitirle a un programa, llamado cliente, ejecutarse en una computadora y enviar su salida
(ya fuera esta texto o gráficos) por medio de enlaces TCP/IP a otro programa, llamado
servidor de ventanas (window server), en ejecución en la misma u otra computadora. Las
computadoras del cliente y el servidor podrían ser inclusive totalmente diferentes (en
hardware y/o sistema operativo), en tanto y en cuanto ambas estuvieran interconectadas de
alguna manera por TCP/IP e implementaran un protocolo especial denominado protocolo X.
El conjunto resultante se denominó Sistema X-Window, en el cual la funcionalidad de la
aplicación se divide entre el Server-X (o servidor de ventanas) que tiene a cargo la
administración de los recursos físicos de presentación (es decir, manipula los recursos del
hardware de visualización, las entradas por teclado y los eventos del mouse) al cual se
conectan múltiples Clientes-X (es decir, las aplicaciones que el usuario ejecuta sobre el
equipo central), vinculadas las mismas al Server-X por medio de enlaces TCP/IP.
Una de las aplicaciones de X-Window fue permitir la creación de un nuevo tipo de
terminales, conocidas como X-Terminals. Una X-Terminal es básicamente una terminal
boba en el sentido de que no procesa localmente las aplicaciones
del usuario, pero la principal diferencia es que le ofrecen una
interfaz gráfica altamente sofisticada. Para ello, una X-Terminal
implementa el protocolo X y cuenta con un window server.
Cuando el usuario, por medio de una X-Terminal, lanza una
aplicación, la misma se ejecuta en el host, excepto las operaciones
de dibujo sobre la pantalla y la captura de eventos de teclado y
mouse, que son ejecutadas por el Server-X localmente en la XFigura 5: Terminal
Terminal. En otras palabras, cuando el Cliente-X requiere
X de Tektronics
desplegar algún tipo de información por pantalla, le envía una
petición al Server-X para que la lleve a cabo; de la misma manera,
no es la aplicación la que realiza la lectura de teclado y la captura de eventos del mouse,
sino que dicha operación la realiza en Server-X (sobre la X-Terminal) para luego notificar al
Cliente-X (en el host) cuando los eventos eventualmente ocurren. Todo ese diálogo entre el
Cliente-X y el Server-X se materializa en forma de mensajes TCP/IP.
Por otra parte, X-Window se volvió un componente infaltable de las workstations. XWindow es un sistema de ventanas cliente/servidor. Una de las ventajas del modelo
cliente/servidor es que puede ser implementado tanto de manera distribuida (es decir, cliente
y servidor ejecutándose en computadoras diferentes) como local (cliente y servidor
ejecutándose en la misma computadora), debido a que lo único que establece es que deben
existir dos procesos (el cliente y el servidor) unidos a través de un canal de comunicaciones.
Para el caso de X-Window, esto significa que tanto el Server-X como el Cliente-X podrían
eventualmente ejecutarse en la misma computadora, tal como ocurre en una workstation.
Finalmente, y dado que ya en el espíritu inicial de los diseñadores de X-Window estaba
embebido el concepto de independencia de plataforma entre el Cliente-X y el Server-X,
resultó natural la eventual aparición de Servidores-X para plataformas completamente
diferentes de Unix, tal como MS-Windows. Ello posibilitó utilizar una máquina Windows
como si fuera una X-Terminal, una estrategia análoga a la utilizada anteriormente por medio
de emuladores de terminal.
4
En resumen...
Se han reseñado varias formas para conectarse a un host Unix:
•
•
•
•
Por medio de una terminal boba conectada al host a través de un vínculo
serial (directo o indirecto -- como por ejemplo, un módem);
Por medio de una PC, un programa emulador de terminal y un vínculo
serial al host (nuevamente, directo ó indirecto);
Por medio de conexiones TCP/IP a través de una red LAN o WAN, desde
otro host Unix, una workstation, una PC o cualquier otro tipo de
computadora que cuente con software TCP/IP.
Desde una X-Terminal o una computadora (PC, workstation, etc.) que
implemente el protocolo X5.
5
Este tipo de conexión es estrictamente otra forma de conexión TCP/IP. Se la menciona por
separado debido a que su formato es radicalmente diferente al de las conexiones TCP/IP
mas conocidas (como por ejemplo, conexiones vía telnet).
5
Trabajando en una red Unix
Se discutirán a continuación algunas de las actividades más usuales que se realizan al
trabajar en el entorno de una red TCP/IP bajo Unix:
•
•
•
•
Sesiones remotas
Transferencia de archivos
Ejecución remota
Comunicación entre usuarios
A los fines de la ejemplificación, se asumirá que el entorno en el que está trabajando un
usuario cuyo login name es jperez es el que se muestra en la figura siguiente, y que
dicho usuario está actualmente conectado al host Antares, y que dispone de acceso a cuentas
de usuario en el host Canopus, ambos corriendo alguna versión de Unix:
Canopus
Red Local
Antares
Sesiones remotas
Iniciar una sesión remota significa conectarse desde una computadora a otra, a través de una
red de comunicaciones, a los fines de ejecutar procesos a la distancia. En otras palabras, por
medio de sesiones remotas es posible trabajar en una computadora operándola remotamente
desde otra, ubicada quizás a grandes distancias; a los fines prácticos, resulta equivalente a
estar sentado en la consola del sistema remoto.
En nuestro ejemplo, si el usuario jperez que se encuentra conectado a la computadora
Antares inicia una sesión remota en Canopus, a partir de ese momento todo comando que
ejecute lo hará en el procesador de Canopus.
Cabe aclarar que el acceso a un host Unix desde una terminal serial no se considera una
sesión remota, por mas lejana que se encuentre físicamente ubicada la terminal. Las sesiones
remotas entre sistemas Unix se realizan por medio de la ejecución de programas basados en
TCP/IP, como los descriptos en las secciones siguientes.
Arquitectura de una sesión remota
Los programas de sesión remota bajo Unix trabajan según un esquema cliente/servidor, en
el cual el usuario que desea iniciarla ejecuta localmente en su computadora un programa (el
cliente) al cual le indica el nombre del host en el cual se iniciará la sesión. Dicho programa
se comunica por medio de TCP/IP con otro ejecutándose en background en la computadora
de destino (el servidor), el cual, luego de autenticar la identidad del usuario y verificar que
tiene permiso para utilizar el servicio, inicia un shell para interpretar los comandos que
envíe el usuario remoto:
6
Shell local
Cliente de sesión
remota
Servidor de sesión
remota
Shell remoto
El servidor de sesión remota asocia el shell remoto con una terminal virtual (o pseudo-tty)
cuyas entradas y salidas están asociadas a una conexión de red. Así, todo lo que el usuario
teclee en su terminal será capturado por el cliente de sesión remota y enviado a través de la
red al shell remoto; de manera similar el shell remoto enviará la salida de los comandos al
usuario por la misma conexión de red. Cuando el usuario ejecute el comando para terminar
el shell (usualmente, exit o Control-D), el shell remoto finaliza y la sesión remota se
cierra.
Sesiones remotas utilizando rlogin
rlogin es el comando de sesión remota nativo de Unix. Su sintaxis básica es la siguiente:
rlogin nombre_de_host
Al ser invocado de esa forma, rlogin intenta iniciar una sesión remota en el host indicado,
bajo el mismo nombre de usuario actual, previo ingreso de la palabra clave:
jperez@antares:$ rlogin canopus
Password:
Last login: Mon Feb 10 15:30:45 from orion.
jperez@canopus:$ _
Si la clave es ingresada correctamente, la sesión remota se inicia, rlogin informa la fecha y
origen del último ingreso al sistema y, a partir de ese momento, el usuario puede ejecutar
comandos en la máquina remota, obteniendo la salida de los mismos en el host local. Para
cerrar la sesión, basta con ingresar el comando normal para finalizar el shell remoto, por
ejemplo, exit:
jperez@canopus:$ exit
Conection closed.
jperez@antares:$ _
Si se desea iniciar una sesión remota bajo otra identidad (es decir, entrado como otro
usuario), el login name correspondiente puede indicarse utilizando el comando -l:
jperez@antares$ rlogin -l plopez canopus
Password:
plopez@canopus$ _
Como ya se dijo, rlogin pide la contraseña de la cuenta remota antes de permitir el acceso al
shell. Sin embargo, es posible configurar rlogin de manera que considere equivalentes dos
cuentas y no pida password para iniciar sesiones. Continuando con el ejemplo anterior, si el
usuario jperez tiene cuenta tanto en Antares como en Canopus, para evitar que se le pida
password al iniciar una sesión remota con rlogin deberá crear en su directorio de login de la
máquina remota un archivo llamado .rhosts, y en el mismo listar los nombres de las
7
computadoras desde donde desea entrar sin password. También podría otorgar acceso libre a
otros usuarios, listando los nombres de login a continuación del nombre de máquina.
Por ejemplo, si el archivo .rhosts ubicado en el directorio de conexión de jperez en
Canopus contuviera la siguiente información:
antares
orion plopez
ello indicaría que el usuario jperez puede entrar a Canopus sin password desde Antares,
mientras que el usuario plopez podrá hacer lo mismo desde Orión.
Cabe destacar que el uso del archivo .rhosts es un serio compromiso a la seguridad de la
cuenta y es un recurso que debe ser utilizado con mucha precaución; en el ejemplo anterior,
si alguien ganara acceso a la cuenta de jperez en Antares, automáticamente podría entrar
a la cuenta de Canopus. Como medida extra de seguridad, rlogin solo prestará atención al
archivo .rhosts si el mismo solo puede ser accedido por el usuario (es decir, si su modo es
rw------- ó 600 en octal).
Sesiones remotas utilizando telnet
El comando rlogin fue diseñado teniendo en cuenta que tanto el host local como el remoto
son máquinas corriendo Unix6. A fin de permitir sesiones remotas entre equipos con
sistemas heterogéneos, fue diseñado otro protocolo denominado TELNET.
Bajo Unix, puede establecerse una conexión TELNET con el siguiente comando:
telnet nombre_de_host
La principal diferencia entre telnet y rlogin es que el primero de estos siempre pide usuario
y password para iniciar la sesión:
jperez@antares:$ telnet canopus
Trying 170.25.1.5
Connected to canopus.galaxia.org.ar
Escape character is '^]'
Login: jperez
Password:
Last login: Mon Feb 10 15:30:45 from orion.
jperez@canopus:$ _
Aquí puede verse que el usuario jperez inicia una sesión de TELNET hacia Canopus.
telnet inicialmente informa que está intentando establecer la conexión con el host remoto
(línea Trying....) y luego de unos segundos indicará que la conexión se ha establecido
con éxito (línea Connected.....). Seguidamente, telnet informa al usuario cual es el
carácter de escape, y pide el nombre de usuario y palabra clave para ingresar al host remoto.
El carácter de escape (que usualmente es Control-]) es un carácter que es interceptado por el
programa telnet ejecutándose en el host local, y no es enviado al host remoto como el resto
de los caracteres tipeados por el usuario. Se utiliza para llamar la atención del programa
telnet, el cual responde con un prompt y queda a la espera de comandos:
jperez@canopus:$ ^-]
telnet> _
6
Estrictamente, rlogin asume que ambos extremos de la conexión de red ejecutan el
demonio identd, que permite identificar el propietario de conexiones TCP.
8
Existen varios comandos que pueden utilizarse aquí, pero el mas usual es el comando exit,
utilizado para cortar la conexión, o ! (signo de admiración) que permite iniciar un subshell
en el host local.
Sesiones remotas utilizando ssh
Tanto telnet como rlogin utilizan protocolos de comunicación abiertos, en el sentido de que
todos los datos se transmiten sin ningún tipo de protección por encriptado. Esto significa que
cualquier otra persona que tenga acceso al medio físico de transmisión podría (con los
conocimientos y herramientas apropiadas) interceptar las transmisiones y eventualmente
obtener todo aquello que el usuario tipea en su terminal (especialmente, el nombre de
usuario y la password) y las respuestas que envía el host remoto.
Esto hace que el uso de telnet o rlogin sea inapropiado cuando es necesario un nivel de
absoluta seguridad y privacía, especialmente cuando las comunicaciones se realizan a través
de largas distancias (por ejemplo, a través de la Internet).
Para superar esos inconvenientes, puede utilizarse como alternativa el sistema ssh (por
Secure Shell, o Shell Seguro), el cual provee de un esquema de seguridad mucho mas
sofisticado y encripta toda el intercambio de datos entre el host local y el remoto.
La sintaxis básica7 de ssh es igual a la de rlogin, es decir:
ssh [-l nombre_de_usuario] nombre_de_host
en donde la indicación del nombre de usuario (a través del parámetro -l) es opcional y se
asume el login name actual por defecto.
Transferencia de archivos
Los protocolos para transferencia de archivos permiten copiar archivos entre dos
computadoras, a través de una red. Se verán a continuación tres programas para
transferencia de archivos: ftp, rcp y scp.
Transferencia de archivos por ftp
La principal diferencia entre ftp y los otros comandos radica en el carácter interactivo de
éste comando. Esto significa que ftp funciona a la manera de un shell: primeramente
establece la conexión con el sistema remoto y luego queda a la espera de que el usuario le
indique, por medio de un lenguaje de comandos, las operaciones a realizar.
Para iniciar una sesión FTP, debe ejecutarse en comando ftp indicándole como parámetro el
nombre de la computadora remota, por ejemplo:
jperez@antares:$ ftp canopus
Connected to canopus.galaxia.org.ar
220 canopus.galaxia.org.ar FTP server ready.
Name(antares:jperez): jperez
331 Password required for jperez.
Password:
230 User andres jperez in.
Remote system type is UNIX.
Using binary mode to transfer files.
7
Ssh ofrece sofisticados mecanismos de seguridad adicionales al tradicional esquema de
seguridad basado en palabra clave, como frases clave de acceso, certificados de identidad y
varios métodos de autenticación. Para mayores detalles, refiérase a la documentación
provista por el software.
9
ftp> _
Aquí, el usuario jperez inicia una conexión FTP a Canopus. Luego de indicar que la
conexión se ha establecido y que el servidor FTP se encuentra listo, ftp pide el nombre de
usuario con el que se va a ingresar al host remoto, y luego su correspondiente password. Si
la misma se ingresa correctamente, el sistema remoto informa su tipo (en este caso, UNIX) y
el modo de transferencia de archivos por defecto (en este caso, transferencia binaria) y
queda a la espera de comandos del usuario.
Adicionalmente de permitir la transferencia de archivos hacia cuentas del sistema remoto
(esto es, la conexión se establece indicando una identidad de usuario registrada en el host
remoto e ingresando la palabra clave de esa cuenta), ftp fue diseñado para permitir el acceso
de usuarios anónimos a grandes repositorios de archivos, de acceso público. Usualmente los
servidores FTP utilizan el nombre de usuario anonynmous para los accesos del público en
general, quienes deberán utilizar su dirección de correo electrónico como password:
jperez@antares:$ ftp canopus
Connected to canopus.galaxia.org.ar
220 canopus.galaxia.org.ar FTP server ready.
Name(antares:jperez): anonymous
331 Guest login ok, send your complete e-mail address as
password.
Password:
[email protected]
230 Guest login ok, access restrictions apply.
Remote system type is UNIX.
Using binary mode to transfer files.
ftp> _
Los dos comandos básicos de FTP para transferencia de archivos son put (para enviar un
archivo al host remoto) y get (para obtener un archivo desde el host remoto). Ambos
operan con un único archivo indicado como parámetro, desde y hacia el directorio actual
(tanto local como remoto). Por ejemplo, el siguiente comando:
ftp> put informe.doc
local: informe.doc remote: informe.doc
200 PORT command successful.
150 Opening BINARY mode data connection for informe.doc.
226 Transfer complete.
1908642 bytes sent in 2.34 secs (13.22 Kbytes/sec)
ftp> _
transfiere el archivo informe.doc desde el directorio actual local (esto es, el directorio
desde el cual se invocó al programa ftp en el host local) al directorio actual en la
computadora remota. Luego de la transferencia, ftp informa la cantidad de bytes
transmitidos y la velocidad de la transferencia.
Por otra parte, el comando:
ftp> get informe.doc
local: informe.doc remote: informe.doc
200 PORT command successful.
150 Opening BINARY mode data connection for informe.doc.
226 Transfer complete.
1908642 bytes received in 2.34 secs (13.22 Kbytes/sec)
ftp> _
10
El directorio actual en la computadora remota puede averiguarse por medio del comando
pwd:
ftp> pwd
257 "/home/jperez" is current directory.
ftp> _
y puede cambiarse utilizando el comando cd, e indicando una trayectoria absoluta o relativa
(de manera totalmente análoga al comando cd del shell):
ftp> cd documentos
250 CWD command successful.
ftp> pwd
257 "/home/jperez/documentos" is current directory.
ftp> _
FTP cuenta con un extenso juego de comandos, cuya lista puede obtenerse tipeando ?. Se
ofrece a continuación un resumen de algunos comandos de utilización frecuente:
ls
binary
ascii
lcd
delete
hash
mput
mget
prompt off
Lista el contenido del directorio actual
Fuerza el modo de transferencia a BINARIO
Fuerza el modo de transferencia a ASCII (poco recomendable!)
Cambia (o muestra) el directorio actual local
Borra un archivo en el host remoto
Muestra por pantalla una marca cada cierta cantidad de bytes
transmitidos
Permiten realizar transferencias múltiples, por medio de la
utilización de comodines
Deshabilita la confirmación archivo por archivo en las
transferencias múltiples
La sesión de FTP finaliza cuando el usuario indica el comando bye:
ftp> bye
221 Goodbye.
jperez@antares:$ _
Transferencia de archivos por rcp y scp
Los comandos rcp y scp son utilerías de línea de comandos para transmitir archivos; esto es,
no reciben comandos interactivamente desde el usuario, sino que su funcionamiento se
indica por medio de parámetros en la línea de comandos del shell. Es esta característica lo
que, al contrario que ftp, los hace útiles para la programación de scripts que realicen
transferencias automáticas de archivos entre computadoras.
rcp pertenece al mismo paquete de comandos que rlogin, mientras que scp pertenece al de
ssh. Así la diferencia entre ambos radica en el nivel de seguridad: rcp transfiere los archivos
en su formato original, mientras que scp lo hace de manera encriptada.
Ambos comandos tienen la misma sintaxis:
rcp [-l nombre_de_usuario] origen destino
scp [-l nombre_de_usuario] origen destino
en donde el parámetro -l es opcional, sirviendo para acceder al host remoto bajo otro
nombre de usuario. Los parámetros origen y destino son las especificaciones
11
(expresadas como trayectorias absolutas o relativas) del archivo a transmitir y la ubicación
final del mismo respectivamente; uno de ellos deberá hacer referencia a la computadora
local, mientras que el otro deberá referirse a la computadora remota. La sintaxis para
archivos remotos es la siguiente:
nombre_del_host_remoto:[[trayectoria]archivo]
Como puede verse, la única parte mandatoria es el nombre del host remoto; si el resto se
omite, el archivo transmitido será copiado bajo el mismo nombre en el directorio de login
del usuario en la computadora remota. Si el nombre de archivo se omite, la copia se hará en
el directorio remoto indicado bajo el mismo nombre; si la trayectoria especificada es
relativa, se interpretará como relativa al directorio de login del usuario en la computadora
remota.
Por ejemplo, los siguientes comandos transfieren archivos de la maquina local al host
remoto Canopus:
$ scp informe.doc canopus:
Copia el archivo informe.doc (ubicado en el directorio actual) al
directorio de login en Canopus, con el mismo nombre
$ rcp notas/informe.doc canopus:notas/
Copia el archivo informe.doc, bajo el directorio notas al directorio
notas bajo el directorio de login de la maquina remota
$ scp informe.doc canopus:/usr/informes/info1.doc
Copia el archivo informe.doc, al directorio remoto /usr/informes
con el nombre info1.doc
Para transferir desde el host remoto al host local, los comandos serían los siguientes:
$ rcp canopus:informe.doc .
$ rcp canopus:notas/informe.doc notas/
$ scp canopus:/usr/informe.doc info1.doc
scp siempre pide password antes de realizar la copia; rcp, por su parte, requiere que el
usuario haya configurado su cuenta remota para accederla sin solicitar password, por medio
del archivo .rhosts (tal como se describe en la sección de rlogin)
Ejecución remota
Los comandos para ejecución remota permiten ejecutar un único comando en un host
remoto, obteniendo su salida en el host local.
El comando tradicionalmente utilizado para este tipo de operaciones era rsh. Este comando
completa la familia formada por rlogin y rcp, y al igual que este último, requiere de la
existencia del archivo .rhosts en el directorio de conexión remoto a fin de poder operar. Su
sintaxis es la siguiente:
rsh [-l nombre_de_usuario] host comando
Por ejemplo, el siguiente comando obtiene un listado del directorio de conexión de un host
remoto:
jperez@bbs:~$ rsh canopus ls -l
total 13
drwxr-xr-x
5 jperez
jperez
-rw-rw-r-1 jperez
jperez
drwxrwxr-x
2 jperez
jperez
drwxrwxr-x
3 jperez
jperez
drwx-----2 jperez
jperez
1024
1376
1024
1024
1024
Sep
Sep
Oct
Oct
Sep
26
28
13
29
23
11:58
15:16
16:53
19:48
12:21
GNUstep
Xrootenv.0
bin
download
mail
12
drwxrwxr-x
2 jperez
drwxr-xr-x
3 jperez
-rw-r--r-1 jperez
drwxrwxr-x
6 jperez
drwxrwxr-x
9 jperez
jperez@bbs:~$ _
jperez
jperez
jperez
jperez
jperez
1024
1024
198762
1024
1024
Jul 2 14:34 mnt
Jun 30 19:36 ns_imap
Nov 1 20:46 informe.doc
Oct 22 21:38 temp
Oct 29 19:49 trabajo
Se aplican a este comando las mismas consideraciones de seguridad que se discutieron para
rlogin, por lo que si la seguridad es crítica, puede ser reemplazado por el comando ssh, que
ofrece un modo de funcionamiento similar:
ssh [-l nombre_de_usuario] host comando
con la diferencia que utiliza mecanismos de seguridad avanzada para autenticar al usuario y
realiza conexiones encriptadas.
Comunicación entre usuarios
Unix es un sistema de naturaleza multiusuaria, es decir, soporta múltiples usuarios
conectados simultáneamente, ejecutando procesos concurrentemente. En consecuencia,
ofrece comandos que permiten a los usuarios comunicarse entre si, ya sea en tiempo real o
de manera diferida.
Averiguando quien está conectado: finger
Antes de poder entablar una comunicación, es necesario saber quién está conectado al
sistema. Normalmente, el comando para realizar dicha operación era who. Sin embargo, este
comando solo informa acerca de los usuarios conectados al sistema local. Si se desea saber
quién está conectado a un host remoto debe utilizarse el comando finger:
jperez@antares:$ finger @canopus
[canopus.galaxia.org.ar]
Login
Name
Tty
plopez
Pedro Lopez
1
fcuenca Fernando Cuenca
p1
arodrig Andrea Rodriguez
p2
Idle
20m
20m
Login
Feb 1
Feb 1
Feb 1
Time
20:36
14:08
20:36
jperez@antares:$
Observar que el nombre del host remoto debe precederse de un signo @. De manera similar,
finger permite obtener información sobre un usuario (local o remoto). Por ejemplo, si se
quieren conocer los datos del usuario plopez del host local, puede utilizarse el siguiente
comando:
jperez@bbs:~$ finger plopez
Login: plopez
Name: Pedro Lopez
Directory: /home/plopez
Shell: /bin/sh
Last login Fri Oct 30 23:16 (ARDT) on tty1
New mail received Sun Nov 1 19:08 1998 (ARDT)
Unread since Sun Nov 1 17:45 1998 (ARDT)
finger informa el nombre completo del usuario, su directorio de login y shell, la fecha y
ubicación de la última conexión al sistema, e información sobre el correo electrónico del
usuario.
También pueden obtenerse datos de usuarios de otras computadoras, utilizando la sintaxis
usuario@computadora:
jperez@bbs:~$ finger arodrig@canopus
Login: arodrig
Name: Andrea Rodriguez
Directory: /home/arodrig
Shell: /bin/sh
13
Last login Sun Feb 10 15:09 (ARDT) on tty5
New mail received Mon Nov 1 14:33 1998 (ARDT)
Unread since Tue Jan 24 11:14 1998 (ARDT)
Comunicándose con talk
Unix permite realizar charlas en tiempo real con usuarios conectados al sistema local o a
sistemas remotos, por medio del comando talk.
Por ejemplo, si el usuario jperez, conectado a Antares, quisiera entablar una charla con
arodrig, conectada a Canopus, debería ejecutar el siguiente comando:
talk arodrig@canopus
arodrig recibirá un aviso en su pantalla y, si desea entablar la comunicación, deberá replicar
con el siguiente comando:
talk jperez@antares
tras lo cual la conexión quedará establecida. Ambos verán en sus pantallas lo que el otro
escribe, hasta que alguno de ellos finalice la sesión con Control-C.
Correo electrónico
Talk permite comunicaciones en tiempo real; sin embargo, muchas veces es necesario
enviar un mensaje a un usuario que no se encuentra actualmente conectado. Para ello puede
utilizarse el correo electrónico.
El comando standard para enviar correo electrónico entre sistemas Unix es mail, cuya
sintaxis es la siguiente:
mail usuario[@computadora]
Obsérvese que la especificación del nombre de la computadora es opcional; si se omite, se
asumirá que se está enviando correo a otro usuario del sistema local.
Al ser ejecutado, el comando mail solicita primeramente al usuario que ingrese el tema del
mensaje, y luego lee desde la entrada standard el texto del mensaje, hasta recibir la marca de
fin de archivo (Control-D):
jperez@antares:$ mail plopez@canopus
Subject: Reunion semanal
Hola,
Le comunico que la reunión semanal tendrá lugar el
próximo miércoles a las 15 el la Sala de Reuniones D.
Por favor, concurra con el informe de avance.
^D
jperez@antares:$ _
Un problema frecuente al trabajar en una red Unix, es que los usuarios normalmente tienen
cuenta en mas de un host. Ello puede provocar que su correspondencia se vea diseminada
entre sus múltiples casillas de correo (una en cada host en los que se tiene cuenta). Para
solucionar esta situación, es posible redirigir el correo desde múltiples cuentas hacia aquella
que se usa mas frecuentemente.
Para redirigir el correo de una cuenta dada, el usuario deberá crear en el directorio de
conexión correspondiente el archivo .forward, conteniendo la dirección de correo
electrónico hacia la cual desea que los mensajes sean redirigidos. Por ejemplo, si jperez
tiene cuenta tanto en Antares como en Canopus, pero prefiere leer correo en la primera,
14
deberá crear un archivo .forward en su directorio de login de Canopus, conteniendo la
siguiente línea:
jperez@antares
15
Administración de una red TCP/IP
TCP/IP: una familia de protocolos
TCP/IP es un conjunto de protocolos de comunicaciones desarrollado para permitir a un
conjunto de computadoras cooperar y compartir recursos a través de una red de
comunicaciones. De entre sus muchas características, hay dos que lo han transformado en
uno de los protocolos de mayor difusión:
• Es un standard abierto, diseñado independientemente de plataformas de hardware y
software específicas. Así, TCP/IP es ideal para interconectar sistemas mas allá de lo
diferentes que éstos sean.
• Es independiente de la tecnología física que se utilice para construir la infraestructura de
la red. TCP/IP puede montarse sobre Ethernet, Token-Ring, enlaces seriales telefónicos
(dial-up links), redes X.25, y virtualmente cualquier otro medio físico de transmisión de
datos.
Arquitectura de TCP/IP8
La familia TCP/IP está formada por múltiples protocolos de diferentes propósitos. Algunos
de ellos, tales como IP, TCP y UDP constituyen el mecanismo básico de transmisión de
datos, y serán utilizados por todas las aplicaciones. Otros protocolos permiten realizar tareas
mucho más específicas, tales como transferir archivos entre computadoras (FTP), obtener
páginas o documentos de la Web (HTTP), o sincronizar la hora desde otro equipo (XNTP).
Cualquier aplicación real utilizará varios de esos protocolos. Un caso típico es el envío de
correo electrónico. En primer lugar, existe un protocolo para enviar y recibir correo
electrónico (denominado SMTP), que define una serie de comandos que una máquina envía
a la otra cuando requiere transferirle un mensaje. Esos comandos permiten especificar quien
es el autor del mensaje, a quien va dirigido y cual es el texto a enviar. Sin embargo, ese
protocolo (como todos los otros protocolos de aplicación) asume que hay alguna manera
confiable para comunicar datos entre ambas computadoras, limitándose simplemente a
definir a muy alto nivel los comandos necesarios para manejar la transmisión, pero no los
detalles acerca de como va a efectivizarse la misma. Dichos detalles son dejados en manos
de alguno de los protocolos de menor nivel, llamados protocolo de transporte: TCP o UDP.
SMTP utiliza a TCP como protocolo de transporte. TCP es responsable de asegurar que los
comandos trasmitidos lleguen al otro extremo de la comunicación, contabilizando qué ha
sido transmitido ya y retransmitiendo toda información que no haya llegado exitosamente a
destino. Si la información a transmitir es demasiado larga, TCP la segmentará en varios
paquetes que se transmitirán individualmente.
Obsérvese que esta funcionalidad se requiere para muchas aplicaciones; es por ello que
conforma un protocolo independiente en vez de formar parte de la especificación de
protocolos como SMTP. Desde el punto de vista del programador, TCP es una libraría de
rutinas que las aplicaciones utilizan cuando necesitan comunicaciones confiables con otra
computadora a través de la red.
De manera similar, TCP utiliza los servicios de IP para efectivamente desplazar los paquetes
alrededor de la red. IP constituye un protocolo de red, y es el encargado de determinar que
rutas deberán seguir los paquetes para llegar al punto de destino desde el punto de origen.
8
Adaptado principalmente de un articulo de Charles Hedrick (Rutgers Univ., New
Brunswick, N.J.) publicado en los newsgroups de Internet el 28 de Junio de 1987, y de otras
fuentes mencionadas en la Bibliografía.
16
Nuevamente, IP se presenta como una librería que utilizan protocolos de transporte como
TCP al momento de enviar la información.
Esta estrategia para construir protocolos en varios niveles se denomina diseño estratificado
(o layering). Consiste en considerar a las aplicaciones, a TCP y a IP como diferentes capas,
cada una de las cuales hace uso de los servicios ofrecidos por la capa inmediatamente
inferior. En general, la arquitectura de las aplicaciones basadas en TCP/IP presentan 4
capas:
• Un protocolo de aplicación, para tareas específicas (por ejemplo, correo electrónico)
• Un protocolo de transporte, que provee servicios de extremo a extremo (como TCP o
UDP)
• El protocolo de red IP, que provee el encaminamiento de los paquetes a su destino final
• Un protocolo de enlace físico, que provee acceso al medio físico de transmisión (por
ejemplo, Ethernet o X.25)
Transmitiendo los paquetes
A fin de ejemplificar el proceso completo, supongamos que se desea transmitir un archivo
de 15000 bytes. El protocolo de aplicación especializado en transferencia de archivos
proporciona al protocolo de transporte el contenido del archivo a transmitir. La mayoría de
las redes no pueden manejar paquetes de 15000 bytes, por lo que el archivo será segmentado
en, digamos, 30 paquetes de 500 bytes cada uno, que entrega al protocolo de red para que
sean enviados individualmente al otro extremo de la comunicación. Allí, los paquetes se
reunirán para reensamblar el archivo original. Sin embargo, mientras los paquetes estén en
tránsito, la red no sabrá que existe algún tipo de relación entre ellos9. Es también posible que
el paquete número 15 llegue antes que el 14, o que algunos paquetes se pierdan en el camino
y deban ser retransmitidos. Todas estas tareas (segmentación, retransmisión y reensamblaje)
son llevadas a cabo por TCP (abreviatura de Transmission Control Protocol, o Protocolo de
Control de Transmisión), mientras que el ruteo de paquetes individuales es responsabilidad
de IP (abreviatura de Internet Protocol, o Protocolo de Inter-redes). A simple vista podría
parecer que TCP es quien hace todo el trabajo, sin embargo, el rutear un paquete desde el
origen hacia su destino puede ser una tarea muy compleja.
TCP/IP asume que la red está formada por un gran numero de redes independientes,
interconectadas entre si por dispositivos denominados gateways10, proporcionando al
usuario la capacidad para acceder a recursos ubicados en cualquiera de esas redes,
independientemente de su dispersión geográfica11. Los paquetes frecuentemente atravesarán
numerosas redes para llegar a su destino, pero el ruteo requerido para ello deberá ser
totalmente invisible para el usuario final. Todo lo que el usuario debe conocer es la
dirección IP del punto de destino, un número que identifica unívocamente a cada
computadora dentro de la inter-red.
Así, TCP entrega los paquetes a IP especificándole simplemente la dirección IP de destino
hacia donde debe enviarlos. Queda en manos de IP determinar la mejor ruta para que la
entrega se haga efectiva. Dicha ruta (continuando con el ejemplo anterior, y en el contexto
9
Más aún, la red ni siquiera sabe que los paquetes conforman un archivo.
En la jerga TCP/IP se denomina gateways a dispositivos que están conectados a mas de
una red, y ofrecen capacidad para rutear paquetes entre esas redes. Es decir, se trata de
ruteadores (dispositivos de nivel OSI 3) y no estrictamente de gateways (dispositivos de
nivel OSI superiores, capaces de hacer transformaciones de protocolos, formatos,
codificaciones, etc.)
11
De hecho, el término internet (con i minúscula) proviene de internetwork y se refiere a un
conjunto de redes interconectadas. No debe confundirse con Internet (con I mayúscula), que
se refiere a la red de redes de alcance global.
10
17
de la estructura de la red de la UTN Facultad Córdoba), podría implicar que cada paquete
tenga que atravesar varios segmentos de LAN Ethernet dentro de la UTN FC, un enlace de
microondas hasta el nodo de conexión a Internet, otro hasta algún telepuerto en Buenos
Aires desde donde se establece una conexión satelital hacia los EEUU, y así sucesivamente
hasta llegar a la red de destino, en donde deberá ser ruteado internamente hasta la
computadora de destino.
Finalmente, para transmitir cada paquete, IP utiliza el protocolo de enlace físico que conoce
las particularidades para acceder al medio físico de transmisión (por ejemplo, una placa de
red Ethernet).
Multiplexación: Puertos y Sockets
En los párrafos anteriores se ha descripto el proceso para transferir información a lo largo de
una conexión TCP/IP. Sin embargo, en un momento dado podrían existir, entre las
computadoras de origen y destino, múltiples conexiones ocurriendo simultáneamente;
pensemos, por ejemplo, en varios usuarios abriendo sesiones remotas o transfiriendo
simultáneamente archivos o correo electrónico entre dos máquinas de la red.
Claramente, no es suficiente lograr que los paquetes lleguen al destino correcto; es necesario
además poder discriminar a cual conexión pertenecen de las múltiples conexiones
simultáneas que pueden existir en un momento dado.
Para identificar cada conexión, TCP asigna un número de puerto a cada una. Supongamos
que tres personas están transfiriendo archivos entre dos computadoras. TCP asignaría un
número de puerto a cada transferencia, por ejemplo, 1000, 1001 y 1002. Todos los paquetes
que se envíen como parte de una misma conexión tendrán asignado ese número como puerto
de origen. El número de puerto de origen permite también establecer una correspondencia
directa entre una conexión de red y el programa de usuario que interviene en uno de los
extremos de la conversación. En el otro extremo, habrá otro programa que recibe los datos
transmitidos, que también deberá poder asociarse a dicha conexión. Esa asociación se hace
por medio del puerto de destino que TCP asigna a cada paquete que transmite.
Cuando un programa de usuario (conocido como proceso cliente) abre una conexión de red
por medio de TCP, se le asigna (mas o menos al azar) un número de puerto. Ese programa
asume que en la otra computadora estará en ejecución otro programa (conocido como
proceso servidor o, en la jerga Unix, demonio de red) que espera recibir peticiones desde la
red. Cuando ese programa fue iniciado, su capa TCP le asignó también un número de
puerto. Obviamente, el número de puerto que se asigne a procesos servidores no puede ser
aleatorio, ya que sería imposible para los clientes saber que número especificar como puerto
de destino. Los procesos servidores se asocian, entonces, con números de puerto fijos
(llamados "números bien conocidos" -- "well-known numbers"), mientras que los procesos
cliente obtienen números de puertos aleatorios al iniciar las conexiones12.
Obsérvese que una conexión de red puede entonces identificarse unívocamente por medio
de un conjunto de 4 números: las direcciones IP de ambos extremos y los números de puerto
de origen y destino. Para el caso de las tres transferencias de archivos que se ponían como
ejemplo mas arriba, si las direcciones IP de las maquinas de origen y destino son
172.16.10.150 y 172.16.8.123, y la transferencia se hace utilizando el protocolo FTP (que
tiene asignado el número de puerto 21), cada conexión se puede identificar de la siguiente
manera:
12
No es necesario que un proceso cliente obtenga un "numero bien conocido" ya que nadie
está tratando de encontrarlo; por el contrario, es necesario que los servidores tengan esos
números a fin de que los clientes puedan conectarse a ellos.
18
Conexión 1
Conexión 2
Conexión 3
Dirección IP:
Puerto:
Dirección IP:
Puerto:
Dirección IP:
Puerto:
172.16.10.150
1000
172.16.10.150
1001
172.16.10.150
1002
Dirección IP:
Puerto:
Dirección IP:
Puerto:
Dirección IP:
Puerto:
172.16.8.123
21
172.16.8.123
21
172.16.8.123
21
No pueden existir dos conexiones que compartan el mismo conjunto de números, pero es
suficiente con que al menos uno sea diferente. En el ejemplo anterior, en donde tres usuarios
transfieren archivos entre dos computadoras, dado que las computadoras involucradas en
cada transferencia son las mismas, las direcciones IP son iguales para cada conexión y todos
realizan transferencias vía FTP, por lo que el puerto de destino para las tres conexiones es el
21. Lo único que difiere es el número de puerto de origen, que permite diferenciar a los tres
usuarios.
Cada par formado por una dirección IP y un número de puerto se denomina socket
(enchufe), por lo que una conexión TCP puede verse como un canal virtual a través de una
red, "enchufada" a un socket en cada extremo. Por otra parte, el utilizar un único canal de
comunicaciones para combinar múltiples conexiones de datos se denomina multiplexación;
la información que arriba desde la red debe ser demultiplexada a fin de que cada módulo de
software reciba los paquetes que le corresponden.
De hecho, hay varios niveles de multiplexación en TCP/IP. Por una parte, TCP la utiliza
para mantener múltiples conexiones, tal como se describió previamente. Por otra parte, sin
embargo, existen otros protocolos (como UDP e ICMP) que utilizan IP como un medio para
distribuir paquetes a lo largo de la red. Cuando IP recibe paquetes entrantes desde la red,
debe poder determinar a cual protocolo de mayor nivel pasar el paquete. Esto constituye
también otra forma de demultiplexación, y se realiza por medio de la asignación a cada
paquete, por parte del IP de origen, de un numero de protocolo. Dicho número tiene un rol
similar al número de puerto, con la diferencia de que no identifica conexión sino el
protocolo de transporte que está administrando esa conexión.
El proceso de multiplexación y demultiplexación de TCP/IP se esquematiza en la siguiente
figura:
Aplicaciones
(Clientes)
Capa de
Transporte
Capa de Red
Capa de Red
T
C
P
U
D
P
I
C
M
P
Capa de
Transporte
Aplicaciones
(Servidores)
T
C
P
I
P
I
P
U
D
P
I
C
M
P
En resumen...
• Una red TCP/IP está formada por múltiples redes interconectadas por medio de
gateways. Dichos gateways pueden ser dispositivos físicos especializados (llamados
routers) o bien computadoras con múltiples adaptadores de red (llamados multihomed
hosts)
• Cada una de esas redes estará formada por máquinas individuales (los hosts de la red) o
por subredes interconectadas. Cada máquina de la red recibirá un identificador numérico
único, llamado dirección IP.
19
• Las computadoras de la red ejecutarán aplicaciones que establecerán comunicaciones
entre ellas por medio de protocolos como TCP ó UDP, los cuales utilizarán el protocolo
IP para rutear paquetes de información entre el origen y el destino.
• Algunas computadoras de la red ofrecerán servicios a las demás, estableciéndose
relaciones de tipo cliente/servidor entre ellas. Los roles de cliente y servidor no son
excluyentes; una misma maquina puede al mismo tiempo ser cliente y servidor. Mas aun,
podría ocurrir que la relación cliente/servidor se dé entre dos procesos ejecutándose en la
misma máquina.
• Los procesos servidores reciben peticiones desde la red, usualmente "escuchando" en
puertos fijos de TCP (llamados números bien conocidos). Los clientes, por otra parte,
utilizan puertos TCP asignados mas o menos al azar al iniciar la conexión.
• El par formado por una dirección IP y un número de puerto se denomina socket. Una
conexión puede identificarse unívocamente por el par de sockets correspondientes al
nodo de origen y al de destino.
Direcciones IP
Clases de direcciones IP
Una dirección IP es un número, usualmente expresado por una secuencia de cuatro enteros
separados por puntos:
a.b.c.d
en donde cada uno de esos números asumen valores entre 0 y 255.
De esos cuatro números, algunos se utilizan como dirección de red y los restantes como
dirección de host. Todos los hosts que pertenezcan a la misma red deberán tener en común
la dirección de red y diferir en la dirección de host. La cantidad números que se utilicen
para la dirección de red da lugar a tres clases de direcciones IP:
Clase A
Clase B
Clase C
a
a.b
a.b.c
b.c.d
c.d
d
16777214
65534
254
Este esquema de direccionamiento da lugar a la existencia de unas pocas redes clase A, cada
una con algo mas de 16 millones de computadoras. En el otro extremo, habrá un número
muy grande de redes clase C, de pequeño tamaño.
Dada una dirección IP, puede determinarse a que clase pertenece examinando el valor de su
primer número:
Clase A
Clase B
Clase C
1 - 126
128 - 191
192 - 224
Así, por ejemplo, una dirección IP como 172.16.4.205 pertenece a la red clase B 172.16,
cuyo rango de direcciones va desde 172.16.1.1 hasta 172.16.255.254.
Debe hacerse notar que, si bien cada uno de los números de la dirección de host puede variar
entre 0 y 255, esos dos valores en particular no pueden asignarse como dirección a ninguna
20
máquina; el cero deberá utilizarse para formar la dirección IP de la red en su conjunto,
mientras que el 255 es la dirección de broadcast13 (utilizada para enviar un mismo paquete a
todos los hosts de la red). Siguiendo con el ejemplo anterior, para la red 172.16, la dirección
IP de la red es 172.16.0.0 y la de broadcast, 172.16.255.255.
Observar además que hay ciertos valores faltantes en la tabla expuesta mas arriba: 0, 127 y
el rango comprendido entre 225 y 255.
En el caso de la red 127.0.0.0, la misma se denomina red de loopback y constituye una red
virtual (implementada internamente por el software de TCP/IP y no por dispositivos físicos)
que conecta a un host directamente consigo mismo. En la red de loopback se asigna siempre
una única dirección IP: 172.0.0.1, que corresponde al host local. Por medio de esa dirección
de loopback, las aplicaciones pueden tratar al host local de la misma manera que a cualquier
host remoto (esto es, desde el punto de vista de las aplicaciones, el host local es otro host
mas de la red y no requiere tratamiento especial).
La dirección 0.0.0.0 es utilizada por el software de ruteo como la ruta por defecto, tal como
se discutirá más adelante, mientras que las redes que comienzan con números entre 225 y
255 están reservadas para usos especiales14.
Obtención de las direcciones IP
Como ya se ha dicho, cada dispositivo conectado a una red TCP/IP debe tener asignado una
dirección IP, que lo identifique unívocamente en toda la inter-red, es decir, debe ser único
no solo en la red a la que ese dispositivo pertenece, sino también en todas las demás redes a
las cuales esté indirectamente conectado. Como consecuencia de lo anterior se desprende
que a la hora de configurar TCP/IP en una red, su administrador no puede seleccionar
arbitrariamente los números IP, especialmente si su red se conecta a otras redes TCP/IP.
Si la red en cuestión va a ser conectada a Internet, el juego de direcciones IP a utilizar
deberá obtenerse de alguna autoridad centralizadora, usualmente el proveedor de acceso a
Internet (conocido como ISP: Internet Service Provider)15. Si la red no tiene vínculos a
Internet, se recomienda al administrador que utilice alguna de las direcciones reservadas
especialmente para redes desconectadas, o también llamadas direcciones no anunciables:
Clase A
Clase B
Clase C
10.0.0.0
172.16.0.0
192.168.0.0
Subredes
Ya sea que las direcciones IP a utilizar en la red se obtengan de una autoridad centralizadora
o se utilice una dirección no anunciable, el paso previo es decidir que clase de direcciones se
utilizará (A, B o C).
Por lo dicho hasta el momento, podría concluirse que el criterio para tomar esa decisión
debiera basarse en la cantidad de computadoras (presente y estimada a futuro) que se
13
Estrictamente, la dirección de red es aquella en que todos los bits de la porción de host de
la dirección IP son cero, mientras que la dirección de broadcast es aquella en que todos los
bits son uno.
14
Actualmente se utilizan para redes multicast (redes que permiten direccionar grupos de
computadoras al mismo tiempo).
15
La autoridad centralizadora mundial de direcciones IP es el Internet Network Information
Center (o InterNIC). En principio, el InterNIC también recibe solicitudes para la asignación
de números de red IP, aunque en los últimos años la tarea se ha delegado casi por completo
a los proveedores locales. Para mas datos, consultar la dirección http://www.internic.net.
21
conectarán a la red. Obviamente ese es uno de los parámetros a tener en cuenta, pero no es
el único.
A los fines del ruteo de los paquetes, la dirección IP debe reflejar además la estructura
interna de la red, es decir, sus subredes. Denominaremos subred a una porción de la red tal
que todas sus computadoras tienen posibilidad de comunicarse directamente entre sí, sin que
sea necesario ningún dispositivo intermediario. Para el caso de redes locales, esto significa
usualmente que esas computadoras pertenecen al mismo segmento de Ethernet (esto es,
están conectadas todas al mismo tramo de coaxil o al mismo concentrador).
Consideremos, por ejemplo, la siguiente red:
Antares
Rigel
Altair
Orion
Cygni
Andromeda
Aldebarán
Canopus
La figura muestra que la red está constituida por cuatro segmentos de Ethernet; todas las
máquinas conectadas al mismo segmento (por ejemplo, Antares y Rigel) pertenecen a la
misma subred. Por otra parte, algunas computadoras (como Andrómeda, Orión y Cygni)
pertenecen a más de una subred (de hecho, conectan subredes entre sí, cumpliendo
funciones de gateway).
Cuado esta red reciba su dirección de red, el administrador deberá mantener fijos ciertos
números de la dirección IP (la parte de red) y tendrá libertad para variar los restantes (la
parte de host) para numerar las computadoras individuales de la red. Sin embargo, dado que
existen subredes, deberá destinar parte de la dirección de host para numerar también las
subredes. Por ejemplo, al usar una dirección clase B, como la 172.16.0.0, es usual utilizar el
tercer número para numerar la subred, y el último para numerar la máquina dentro de la
subred:
22
Antares
Rigel
Altair
172.16.1.0
172.16.2.0
Orion
172.16.3.0
Cygni
Andromeda
Aldebarán
172.16.4.0
Canopus
Sin embargo, esta segmentación del espacio de direcciones disponible (ó subnetting) trae
como resultado que disminuya la cantidad de direcciones aprovechables para asignar a
computadoras. En el caso del ejemplo, si bien una dirección clase B (considerada
linealmente) provee de un espacio de mas de 65 mil direcciones, la subdivisión de ese
espacio en 4 subredes nos deja con solo cuatro subredes de 254 máquinas cada una,
haciendo un total de 1016 direcciones para toda la red. Obviamente, es posible conectar
mayor número de estaciones agregando hasta 254 subredes, pero ninguna de ellas podrá
superar las 254 computadoras.
Estrictamente, utilizar el tercer byte completo para numerar la subred no es la única opción;
es posible utilizar solo los primeros bits del tercer byte para la dirección de subred y
conformar la dirección de host con los bits restantes sumados al cuarto byte; más aún, esa
técnica de segmentación es la única opción cuando se utilizan subredes de una dirección
clase C (donde 3 bytes deben permanecer fijos y solo el cuarto puede variarse). Sin
embargo, independientemente de las "artimañas" que se utilicen, siempre habrá cierta
pérdida en el espacio de direcciones aprovechables (lo cual puede ser especialmente
problemático si se usa una dirección clase C).
En conclusión, para seleccionar la clase de dirección IP a utilizar, debe tenerse en cuenta no
solo la cantidad de máquinas de toda la red, sino también su estructura de subredes y la
dimensión de cada una, recordando que será necesario contar con un esquema de subnetting
que de cabida a la mayor de ellas.
A modo de aclaración, cabe agregar que el subnetting es solo una cuestion administrativa
que solo es relevante desde el punto de la administración interna de las direcciones IP y,
especialmente, el ruteo interno de paquetes; desde la perspectiva de otras redes, lo único
relevante es la dirección de red de la red en su conjunto.
En resumen...
• Las direcciones IP se forman combinando 4 valores numéricos enteros, y está
estructurada en una parte de red y otra de host.
• La dirección de red refleja también la estructura interna de subredes en que se encuentra
dividida la red.
23
• Al solicitar o seleccionar la dirección de red a utilizar, debe optarse por una dirección
clase A, B o C, teniendo en cuenta la cantidad de maquinas de la red y,
fundamentalmente, la topología lógica de subredes.
• Si van a utilizarse direcciones no anunciables, es recomendable utilizar la clase C
192.168.1.0 si la red es de un solo segmento, o bien la clase B 172.16.0.0 si existen
múltiples subredes, utilizando el tercer byte para numerar las subredes.
Asignación de direcciones IP
Una vez asignada la dirección de red y definido el esquema para numerar las subredes, se
puede comenzar a asignar direcciones IP a las computadoras de cada subred, configurando
cada interfaz de red con los siguientes parámetros: dirección IP, dirección de broadcast y
máscara de subred.
Continuando con el ejemplo iniciado mas arriba, la asignación de direcciones IP podría ser
la siguiente:
Antares
172.16.1.1
Altair
172.16.2.1
Rigel
172.16.1.2
172.16.1.0
172.16.1.254
172.16.2.0
172.16.2.254
172.16.3.254
Orion
172.16.1.253
172.16.3.0
172.16.3.253
172.16.4.253
Cygni
172.16.4.0
Andromeda
172.16.4.254
Aldebarán
172.13.3.1
Canopus
172.16.4.1
Obsérvese que computadoras como Orión y Cygni que estén conectadas a más de una
subred, deberán recibir una dirección IP por cada una de las subredes a las que se encuentren
conectadas16. Computadoras como éstas, que interconectan subredes, jugarán un importante
papel como gateways de la red; el administrador de red está en libertad de asignarles
cualquier número de IP dentro del rango válido para cada una de las subredes. Sin embargo,
es recomendable adoptar algún tipo de convención al numerar los gateways; de esa forma,
dado un número de red cualquiera, resultará más simple identificar la dirección del gateway
de la subred. En el ejemplo, la convención adoptada consiste en numerar los hosts con
números crecientes a partir de 1, y los gateways con números decrecientes a partir de 254.
16
Esto muestra que en realidad quienes tienen direcciones IP no son las computadoras sino
las interfaces de red.
24
La dirección de broadcast y la máscara de subred son iguales para todos los hosts dentro de
una subred dada.
La dirección de broadcast se forma poniendo en 1 todos los bits correspondientes a la
porción de host de la dirección IP. En nuestro ejemplo, la porción de host es el último byte
de la dirección; si todos los bits de ese byte se ponen a 1, el valor en decimal es 255, por lo
que las direcciones de broadcast serían las siguientes:
172.16.1.0
172.16.2.0
172.16.3.0
172.16.4.0
172.16.1.255
172.16.2.255
172.16.3.255
172.16.4.255
La máscara de subred es un número que se utiliza para obtener la dirección de red partir de
una dirección IP. La separación se realiza por medio de una operación lógica AND entre la
dirección IP y la máscara de subred, por lo que la máscara de subred deberá tener puestos a
1 aquellos bits que corresponden a la dirección de red (incluyendo la parte de la subred) y a
0 aquellos que formen la dirección de host. Para el caso en que se usen bytes completos para
dirección de red y de host, la máscara de subred se formará poniendo un 255 en los bytes
que correspondan a la parte de red, y un 0 en los bytes que correspondan a la parte de host.
Por ejemplo:
A, sin subredes
A, con subredes
B, sin subredes
B, con subredes
C, sin subredes
10.0.0.0
10.x.0.0
172.16.0.0
172.16.x.0
192.168.1.0
255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0
255.255.255.0
Para el caso de la red del ejemplo, se trata de una red con direcciones clase B con subredes,
por lo que la máscara de subred a utilizar es 255.255.255.0.
Configurando un sistema Unix17
En Unix las interfaces de red se configuran por medio del comando ifconfig, cuya sintaxis
básica es la siguiente:
ifconfig interfaz dirección_IP netmask máscara broadcast dirección_broadcast
en dónde,
interfaz
dirección_IP
máscara
broadcast
Es el nombre asignado por el sistema operativo al adaptador de
red.
Es la dirección IP que se le asigna a esta interfaz
Máscara de subred.
Dirección de broadcast de la subred18.
Antes de poder utilizar ifconfig se deben conocer los nombres que el sistema operativo
asigna a los adaptadores de red. El administrador puede obtener esa información de la
documentación provista por el sistema; en el caso de Red Hat Linux (y de otros sistemas
17
Todos los comandos de configuración deben ejecutarse desde algún usuario con
suficientes privilegios; usualmente, solo pueden ser ejecutados por root.
18
El parámetro broadcast es opcional, dado que puede calcularse automáticamente dada la
dirección IP y la máscara de subred.
25
Unix que implementen el pseudo-filesystem /proc) pueden conocerse los adaptadores de
red detectados por el sistema operativo durante el arranque consultando el archivo
/proc/dev/net:
# cat /proc/net/dev
Inter-|
Receive
| Transmit
face |packets errs drop fifo frame|packets errs drop fifo colls carrier
lo:
39
0
0
0
0
39
0
0
0
0
0
eth0:
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
El listado anterior muestra que las interfaces detectadas son lo (la interfaz a la red de
loopback) y eth0 (una placa de red Ethernet).
Así, para configurar la interfaz Ethernet de Antares, se debe ejecutar un comando como el
siguiente:
# ifconfig eth0 172.16.1.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 172.16.1.255
Algunos sistemas configuran la dirección de loopback automáticamente, pero en aquellos en
donde debe hacerse explícitamente, puede hacerse corriendo el comando:
# ifconfig lo 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 broadcast 127.255.255.255
Comandos como éstos se ejecutan normalmente de manera automática cuando el sistema
operativo se inicializa al prender el equipo, usualmente invocados desde algún script de
inicialización. El administrador debe modificar directamente esos scripts, o algún archivo de
configuración que los mismos utilizan, a fin configurar las interfaces de red. Red Hat Linux
inicializa las interfaces desde el script /etc/rc.d/init.d/network, obteniendo los
parámetros de configuración desde archivos ubicados en el directorio
/etc/sysconfig/network-scripts. Allí existe un archivo por cada interfaz de red
(incluida la interfaz de loopback), cuyo nombre es de la forma
ifcfg-nombre_de_la_interfaz
y que contiene una serie de variables con los parámetros de configuración de la interfaz. Por
ejemplo:
DEVICE=eth0
IPADDR=172.16.1.1
NETMASK=255.255.255.0
NETWORK=172.16.1.0
BROADCAST=172.16.1.255
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
DEVICE=lo
IPADDR=127.0.0.1
NETMASK=255.0.0.0
NETWORK=127.0.0.0
BROADCAST=127.255.255.255
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
Por otra parte, la mayoría de los Unix modernos proveen al administrador de una interfaz
gráfica para la configuración de las interfaces. En Red Hat Linux 5.0 se denomina netcfg,
y luce de la siguiente forma:
26
Ruteo de paquetes IP
Como se describió previamente, la principal responsabilidad del protocolo IP es determinar
qué camino deben tomar los paquetes para llegar al punto de destino. La tarea de determinar
ese camino es lo que se conoce como ruteo (o encaminamiento).
IP asume que la computadora está directamente conectada a una red local (por ejemplo, una
LAN Ethernet) y que puede enviar paquetes directamente a cualquier otra computadora
sobre esa misma red; si la dirección de destino es en la red local, IP simplemente accede al
medio físico de transmisión y envía el paquete. En la figura siguiente, Antares y Rigel están
sobre la misma red, por lo que pueden comunicarse directamente:
Antares
170.25.1.1
Altair
170.25.2.1
Rigel
170.25.1.2
170.25.1.0
170.25.1.254
170.25.2.0
170.25.2.254
170.25.3.254
Orion
170.25.1.253
170.25.3.0
170.25.3.253
170.25.4.253
Cygni
170.25.4.254
Andromeda
170.25.4.0
Aldebarán
170.25.3.1
Internet
Canopus
170.25.4.1
Centauri
170.25.4.253
27
El problema aparece cuando la dirección de destino queda en otra red, en cuyo caso IP
recurrirá a un gateway para enviar indirectamente los paquetes. Como se recordará, se
denomina gateway19 a un dispositivo (ya sea otra computadora o un dispositivo
específicamente diseñado a tal efecto) que está conectado a más de una red y tiene la
capacidad para redirigir (forward) paquetes entre esas redes. En la figura, Orión,
Andrómeda, Cygni y Centauri son los gateways de la red.
Para determinar a qué gateway deberán enviarse los paquetes, IP extrae la dirección de red
del nodo de destino y consulta una tabla, denominada tabla de ruteo, en la cual se listan las
redes conocidas y los gateways que pueden utilizarse para alcanzarlas. Por ejemplo, la tabla
de ruteo de Aldebarán contiene la siguiente información:
170.25.1.0
170.25.2.0
170.25.3.0
170.25.4.0
170.25.3.254
170.25.3.254
*
170.25.3.253
en donde el asterisco indica que no es necesario ningún gateway para llegar a la red en
cuestión dado que la máquina tiene conexión directa a la misma. Obsérvese en primer lugar
que el ruteo hacia redes remotas se realiza en base a direcciones de red (esto es, la parte de
host de la dirección IP se ignora); además, la tabla de ruteo especifica tanto la red local
como las remotas, y que para el caso de éstas últimas, indica la dirección IP de alguna
máquina en la red local que puede ser utilizada para alcanzarla.
Supongamos, por ejemplo, que Altair requiere enviar datos a Canopus. El módulo IP de
Altair determina que la computadora de destino no pertenece a su misma red; consultando
su tabla de ruteo, determina que puede llegarse a la red de Canopus a través de Orión, por lo
que le envía los paquetes a dicha computadora. El módulo IP residente en Orión, por su
parte, sabe que para llegar a Canopus hay dos vías posibles: pasando por Andrómeda o por
Cygni. Aplicando algún criterio para evaluar ambas rutas y seleccionar la mejor de ellas,
Orión envía cada paquete a, por ejemplo, Andrómeda. Esta última determina que la
dirección de destino está en una de las redes a las que se encuentra directamente conectada,
por lo que los envía diretamente a Canopus.
Es importante observar que la ruta que seguirán los paquetes desde el origen hasta su destino
se va decidiendo a medida que los mismos viajan por la red. Cada nodo es responsable de
determinar cual es el proximo "salto" en dirección al nodo final, en función del contenido de
su tabla de ruteo. Este modelo de ruteo asume que si el nodo de destino no pertenece a la red
local, deberá haber una entrada en la tabla de ruteo que especifique el gateway a utilizar. En
otras palabras, asume que todos los nodos están al tanto de la estructura de la red.
En consecuencia, cada vez que la estructura de la red cambia (por ejemplo, cuando se agrega
o elimina una subred), el administrador debería actualizar las tablas de ruteo en todos los
nodos. Igualmente, si la red se interconectara a otra red, una nueva entrada debería agregarse
en las tablas de ruteo de cada máquina.
Siguiendo con este razonamiento, a medida que la red crece y se interconecta a otras redes
las tablas de ruteo se hacen mas largas y complejas; inclusive sería posible que fueran
virtualmente imposibles de construir o mantener, en especial si la red se conecta a Internet
(formada por miles de redes independientes).
Por supuesto, existen previsiones para enfrentar estos problemas: el ruteo dinámico o
adaptativo y las rutas por defecto.
19
La palabra inglesa gateway podría traducirse como "puerta de salida".
28
Ruteo estático vs. ruteo dinámico
La tabla de ruteo de un host puede construirse de dos maneras. Una posibilidad consiste en
que el administrador (por medio de scripts que se ejecutan al inicializar el sistema, o por
medio de comandos ejecutados interactivamente) introduzca manualmente las entradas de la
tabla. Esta técnica se denomina ruteo estático, debido a que la tabla de ruteo se construye
cuando la computadora se prende y no varia con el tiempo.
La otra posibilidad es ejecutar en cada host un programa que actualice automática y
periódicamente la tabla de ruteo. Dichos programas se basan en el hecho de que una
computadora siempre tiene acceso a otras computadoras conectadas a la red local; esto se
traduce en que las tablas de ruteo contienen inicialmente al menos las direcciones de las
redes locales. Si tomamos por caso a Orión, su tabla de ruteo inicialmente contendría la
siguiente información:
170.25.1.0
170.25.2.0
170.25.3.0
*
*
*
De manera similar, la tabla de Andrómeda contendrá lo siguiente:
170.25.3.0
170.25.4.0
*
*
Si Orión y Andrómeda intercambiaran sus tablas de ruteo, cada una podría "aprender" de la
otra qué redes son alcanzables por esa vía. Así, Andrómeda podría concluir lo siguiente:
170.25.1.0
170.25.2.0
170.25.3.0
170.25.4.0
170.25.3.254
170.25.3.254
*
*
Así, si todos los nodos de la red ejecutan un programa de estas características (llamado
demonio de ruteo) al cabo de cierto tiempo habrán "descubierto" por si mismas la estructura
de la red y construido sus tablas automáticamente. Mas aún, si se produjera algún cambio
en la estructura de la red, bastaría con que alguna de las computadoras lo detectara para que
en pocos segundos esa nueva información se propagara por toda la red.
Esta estrategia se denomina ruteo dinámico o adaptativo y tiene la ventaja de que, al ser
automático, permite eliminar las tareas administrativas relacionadas con el mantenimiento
de las tablas de ruteo.
En ambientes Unix se dispone de dos programas que implementan este tipo de protocolos de
ruteo: routed y gated.
Rutas por defecto
El uso de ruteo dinámico elimina la necesidad de modificar las tablas de ruteo cuando la red
cambia. Sin embargo, no resuelve el problema de las abultadas tablas de ruteo resultantes de
conectar una red a muchas otras.
29
Consideremos la tabla de ruteo que construiría una máquina como Altair:
170.25.1.0
170.25.2.0
170.25.3.0
170.25.4.0
170.25.2.254
*
170.25.2.254
170.25.2.254
Como puede verse, Altair ha aprendido las rutas a todas las subredes de la red, pero el único
gateway que puede utilizar es Orión. De manera similar, si fuera posible que todas las
computadoras de la red del ejemplo aprendieran las direcciones de todas las redes que
forman la Internet, Altair eventualmente construiría una tabla de ruteo con miles de
entradas, en donde todas tendrían a Orión como gateway. En ambos casos, el resultado es
una tabla de ruteo con información altamente redundante.
Para eliminar este problema, es que puede instalarse en la tabla de ruteo una ruta por defecto
(conocida también como default gateway). IP utiliza la ruta por defecto (que se indica con el
número 0.0.0.0) cada vez que no se encuentra en la tabla de ruteo una ruta hacia una red
específica. Aplicando éste criterio, la tabla de Altair se reduciría a lo siguiente:
170.25.2.0
0.0.0.0
*
170.25.2.254
que sencillamente indica que si la dirección de destino está en la red local, es accesible
directamente, y que en caso contrario (independientemente de cual sea el destino), los
paquetes deberán enviarse a 170.25.2.254 (es decir, Orión).
Configurando los nodos
Caso 1: Redes sin segmentación interna
En este caso, se tiene una red pequeña, en la que todas las computadoras están ubicadas
sobre el mismo segmento físico y no hay ninguna conexión a otras redes TCP/IP:
Antares
205.12.9.1
Rigel
205.12.9.2
Altair
205.12.9.3
205.12.9.0
Como se puede ver, todas las computadoras tienen acceso directo a todas las demás. La tabla
de ruteo será mínima; solo contendrá una referencia a la red local y a la red de loopback
instaladas automáticamente por ifconfig al inicializar las interfaces correspondientes.
Puede utilizarse el comando route -n para examinar el contenido de la tabla de ruteo (-n
indica a route que utilice formato numérico):
# route -n
Kernel IP routing table
Destination
Gateway
Iface
127.0.0.0
0.0.0.0
205.12.9.0
0.0.0.0
Genmask
Flags Metric Ref
255.0.0.0
255.255.255.0
U
U
0
0
1
40
Use
298 lo
1252 eth0
30
En el listado anterior, la primera columna indica dirección de red (que debe interpretarse de
acuerdo a la mascara de la tercera columna) y la segunda columna indica el gateway a
utilizar (0.0.0.0 se utiliza para indicar que hay conexión directa a la red en cuestión. Route
también muestra información adicional sobre cada ruta:
Flag:
Se compone de una serie de caracteres que indican las características de la
ruta. Por ejemplo, U indica que la ruta está operacional (por Up), G que es una
ruta a un gateway, H que es una ruta a un host, etc.
Metric:
Valor utilizado para cuantificar la ruta. IP utiliza este valor para seleccionar la
mejor de dos o más rutas alternativas a la misma red.
Ref:
Cantidad de veces que ésta ruta fue utilizada para establecer una conexión.
Use:
Cantidad de paquetes trasmitidos a través de esa ruta.
Si esta misma red se conectara a otras redes (por ejemplo, la Internet), sería necesario
indicar en cada uno de los hosts de la red una ruta estática por defecto hacia el gateway a las
otras redes:
Antares
205.12.9.1
Rigel
205.12.9.2
Altair
205.12.9.3
205.12.9.0
205.12.9.254
150.104.3.21
Orión
Internet
Las rutas por defecto puede instalarse en las estaciones por medio del siguiente comando
route:
# route add -net default 205.12.9.254
Si ahora se reexaminara la tabla de ruteo en dichas estaciones, se obtendría el siguiente
resultado:
# route -n
Kernel IP routing table
Destination
Gateway
Iface
127.0.0.0
0.0.0.0
205.12.9.0
0.0.0.0
0.0.0.0
205.12.9.254
Genmask
Flags Metric Ref
255.0.0.0
255.255.255.0
0.0.0.0
U
U
UG
0
0
0
1
40
0
Use
298 lo
1252 eth0
0 eth0
Obsérvese que Orión interconecta nuestra red con el exterior, por lo que tiene una dirección
en la red local (170.25.9.254) y otra en la red del proveedor de acceso a la otra red (en este
caso, la Internet). A fin de lograr la conectividad, deberá instalarse en Orión una ruta por
31
defecto hacia el exterior, utilizando como gateway una dirección que el proveedor
especifique, por ejemplo:
# route add -net default 150.104.3.254
Por otra parte, el proveedor deberá instalar en sus ruteadores alguna ruta que indique que
nuestra red es alcanzable a través de la dirección 150.104.3.21, cerrando así el ciclo de
entrada y salida a nuestra red.
Caso 2: Redes segmentadas
En este caso, la red está compuesta por varios segmentos unidos entre sí por gateways. Una
primera opción sería ejecutar un demonio de ruteo dinámico en todas las computadoras, y
dejar que las tablas se actualicen automáticamente. Sin embargo si tal programa no estuviera
disponible (o por alguna razón se decide no emplearlo) bastaría con instalar en las
computadoras de cada segmento una ruta estática por defecto hacia el gateway Orión, tal
como se muestra en la siguiente figura:
Antares
170.25.1.1
Rigel
170.25.1.2
Altair
170.25.2.1
170.25.1.0
Aldebarán
170.25.2.2
170.25.2.0
170.25.1.254
170.25.2.254
Orion
Para obtener esta configuración, en Antares y Rigel habría que ejecutar el siguiente
comando:
# route add -net default gw 170.25.1.254
mientras que en Altair y Aldebarán el comando sería:
# route add -net default gw 170.25.2.254
No es necesario instalar manualmente ninguna ruta en Orión, debido a que todas las
necesarias serán instaladas automáticamente por ifconfig.
Sería diferente si la red tuviera más subredes:
32
Antares
170.25.1.1
Altair
170.25.2.1
Rigel
170.25.1.2
170.25.1.0
170.25.2.0
170.25.1.254
170.25.2.254
170.25.3.254
Orion
170.25.3.0
170.25.3.253
170.25.4.254
Andromeda
Aldebarán
170.25.3.1
170.25.4.0
Canopus
170.25.4.1
En éste caso, sería necesario informar a Orión acerca de la existencia de la red 170.25.4.0, y
a Andrómeda acerca de las redes 170.25.1.0 y 170.25.2.0. Una vez mas, puede utilizarse el
comando route para instalar las rutas, utilizando la siguiente sintaxis:
# route add -net red netmask máscara gw gateway
Por ejemplo, en Andrómeda habría que ejecutar los siguientes comandos:
# route add -net 170.25.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 170.25.3.254
# route add -net 170.25.2.0 netmask 255.255.255.0 gw 170.25.3.254
con lo que la tabla de ruteo quedaría conformada de la siguiente manera:
# route -n
Kernel IP routing table
Destination
Gateway
Iface
127.0.0.0
0.0.0.0
170.25.3.0
0.0.0.0
170.25.4.0
0.0.0.0
170.25.1.0
170.25.3.254
170.25.2.0
170.25.3.254
Genmask
Flags Metric Ref
255.0.0.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
255.255.255.0
U
U
U
UG
UG
0
0
0
0
0
1
105
55
20
33
Use
298
11252
1976
841
976
lo
eth0
eth1
eth0
eth0
Finalmente, si la red tuviera conexión a redes externas, sería necesario instalar en los
gateways una ruta por defecto que conduzca hacia el gateway al exterior:
33
Antares
170.25.1.1
Altair
170.25.2.1
Rigel
170.25.1.2
170.25.1.0
170.25.1.254
170.25.2.0
170.25.2.254
170.25.3.254
Orion
170.25.3.0
170.25.3.253
170.25.4.254
Andromeda
170.25.4.0
Aldebarán
170.25.3.1
Internet
Canopus
170.25.4.1
Centauri
170.25.4.253
En Orión:
# route add -net default gw 170.25.3.253
En Andrómeda:
# route add -net default gw 170.25.4.253
Opciones al comando route
En todos los ejemplos anteriores se utilizó el comando route para instalar rutas
manualmente en la tabla de ruteo. Sin embargo, al igual que ocurre con ifconfig, usualmente
el administrador no instala las rutas introduciendo comandos manualmente (o modificando
scripts de inicialización del sistema), sino que se limita a modificar archivos de
configuración o utilizar alguna herramienta gráfica.
En el caso de Red Hat Linux, la utilidad netcfg que se mencionó con anterioridad puede
utilizarse para configurar la ruta por defecto e instalar rutas estáticas. También pueden
realizarse estas tareas modificando manualmente archivos de configuración network y
static-routes respectivamente, ubicados ambos bajo /etc/sysconfig.
34
Resolución de Nombres
Una vez que se han configurado las direcciones IP y el ruteo, una red TCP/IP se encuentra
totalmente operativa. Sin embargo, a los fines prácticos hay que cumplimentar un paso
adicional: la configuración de la resolución de nombres.
Un servicio de resolución de nombres permite a las computadoras de una red transformar
nombres en direcciones numéricas y viceversa.
Sabemos que, a fin de acceder a servicios a través de la red, es necesario hacer referencia a
aquellas computadoras que los ofrecen, las cuales se conectan a una o más redes por medio
de interfaces. Como se ha visto, cada interfaz de red conectada a una red TCP/IP se
identifica con una dirección IP numérica, por lo que para hacer referencia a la misma, es
necesario conocer dicho número.
Si bien los protocolos de comunicaciones y las aplicaciones informáticas se sienten a gusto
utilizando números, no ocurre lo mismo con las personas, quienes prefieren utilizar nombres
para designar a las computadoras de la red, ya que son más fáciles de recordar. Seguramente
es más probable que el nombre del sitio web de la UTN Facultad Córdoba
(www.frc.utn.edu.ar) esté mas presente en la memoria de sus usuarios que su dirección IP
(170.210.248.211).
Otra razón para utilizar nombres en lugar de números es el aislar a los usuarios de posibles
cambios en la distribución de las direcciones IP. Por ejemplo, si el programa que
habitualmente se utiliza para leer correo electrónico está configurado para obtener mensajes
a partir de la dirección IP 172.16.4.205, el administrador de red necesitará notificar a todos
los usuarios que deberán reconfigurarlo si el servidor de correo se muda a otro equipo, o si
la dirección IP del equipo en el que reside se cambia por alguna razón. Por medio de la
utilización del servicio de resolución de nombres, el programa de correo electrónico puede
configurarse para obtener los mensajes de una máquina llamada, por caso, mailhost,
independientemente de dónde se ubique físicamente.
La tabla de Hosts
Para implementar un servicio de nombres es necesario confeccionar una lista en la que se
relacionen nombres con direcciones IP; cuando un programa necesita resolver un nombre
(esto es, dado un nombre encontrar la dirección IP), debe consultar dicha lista.
En un principio, la resolución de nombres se implementó por medio de un archivo ubicado
en cada máquina de la red que contenía dicha lista. En el caso de Unix, ese archivo es el
/etc/hosts y tiene el siguiente formato:
#
# Tabla de resolución de nombres
#
127.0.0.1
localhost
170.25.1.1
antares
170.25.1.2
rigel
170.25.1.254
orion
170.25.2.1
altair
170.25.2.254
orion
170.25.3.1
aldebaran
170.25.3.253
andromeda
170.25.3.254
orion
170.25.4.1
canoups
170.25.4.253
centauri
170.25.4.254
andromeda
Las líneas que comienzan con # se consideran comentarios y son ignoradas, mientras que las
demás asocian un número de IP con el nombre asociado a la computadora.
35
Así, cuando el usuario ejecuta un comando como
$ telnet aldebaran
el programa telnet antes de iniciar la conexión transforma el nombre aldebaran en la
dirección IP 170.25.3.1, según se consigna en la tabla de hosts.
Obsérvese además que los gateways de la red figuran varias veces en el listado, según la
cantidad de interfaces que posean. También es posible asignar mas de un nombre a una
misma interfaz (denominados alias):
170.25.1.254
orion mailhost
De esta manera, el comando
$ telnet orion
resulta totalmente equivalente al comando
$ telnet mailhost
La tabla de hosts provee de un mecanismo sencillo para implementar la resolución de
nombres. Sin embargo, a medida que la red crece y debido a que la información está
duplicada en cada host de la red, su mantenimiento se hace cada vez más trabajoso. La
situación se complica si varias redes TCP/IP se interconectan, en cuyo caso, a las tareas de
sincronización de tablas entre diferentes hosts hay que sumar el control de nombres
duplicados para máquinas diferentes.
Para solucionar estos problemas de escalabilidad, el mecanismo de resolución de nombres
evolucionó hacia uno mucho más sofisticado: el Servicio de Nombres de Dominio, o DNS
(Domain Name Service).
Sin embargo, aún cuando se utilice DNS, es necesario contar con una tabla de hosts mínima
a ser utilizada por el sistema operativo durante el arranque, con información suficiente para
resolver el nombre de la máquina y el nombre "localhost" asociado con la dirección de
loopback. Por ejemplo, la tabla de hosts de Canopus debiera contener mínimamente lo
siguiente:
127.0.0.1
170.25.4.1
localhost
canoups
Servicio de Nombres de Dominio (DNS)
La tabla de hosts fue reemplazada por un esquema mucho más potente y flexible, adecuado
para las necesidades de escalabilidad y tolerancia a fallas de grandes redes como la Internet.
El DNS es un servicio cliente/servidor, en el cual cuando un proceso necesita resolver un
nombre se contacta vía TCP/IP20 con otro proceso, llamado servidor de nombres, quien
realiza el proceso de resolución y retorna una respuesta. Como en todo sistema
cliente/servidor, ambos procesos pueden ejecutarse sobre la misma maquina o en máquinas
completamente diferentes.
Un servidor DNS mantiene la lista de direcciones y nombres de una o más agrupaciones de
computadoras, llamadas dominios. Dichas agrupaciones se forman de manera conceptual
(por área geográfica, motivos organizacionales, por proyectos, etc.) y no tienen
necesariamente que tener un correlato con direcciones de red o estructura de subredes.
20
Estrictamente, la comunicación entre el cliente y el server DNS se realiza mediante
conexiones UDP.
36
Además de contener computadoras, un dominio puede particionarse en otros subdominios.
Este particionamiento se realiza a los fines de permitir la delegación de tareas
administrativas. El administrador de un subdominio puede cambiar datos de las
computadoras del mismo e incluso crear nuevos subdominios que delegar a terceros.
Esto da como resultado una estructura jerárquica, similar a un árbol invertido, en donde para
llegar a un dominio en particular, se debe seguir una trayectoria de dominios encadenados a
partir de un dominio raíz.
Inmediatamente por debajo del dominio raíz, se encuentran los dominios de alto nivel.
Inicialmente, los diseñadores de ARPANET (la red predecesora de Internet) concibieron los
dominios de alto nivel como dominios organizacionales:
• com
• edu :
• gov:
• mil:
• net:
• org:
• int:
:
organizaciones comerciales;
organizaciones educativas;
organizaciones gubernamentales;
organizaciones militares;
organizaciones administradoras de redes globales;
organizaciones sin fines de lucro;
organizaciones internacionales (como la OTAN, la ONU, etc.).
Mas tarde, en vistas a la expansión de la Internet por todo el mundo, se crearon nuevos
dominios de alto nivel, uno por cada país: los dominios regionales. Los dominios regionales
se designan según un estándar internacional llamado ISO 3166, que asigna a cada país un
código de dos letras21. Por ejemplo:
• ar:
• us:
• es:
• mx:
• uk:
Argentina
Estados Unidos
España
México
Gran Bretaña22
La administración del DNS a escala global recae en un organismo llamado Internet Network
Information Center (o InterNIC), al cual debe recurrirse para solicitar la creación de un
subdominio de los dominios de alto nivel. El InterNIC, por su parte, delega la
administración de los dominios regionales a las autoridades del país correspondiente; en el
caso de la Argentina, es responsabilidad de la Cancillería.
Dichas organizaciones son las responsables de decidir la forma en que particionarán el
dominio regional. Usualmente, tal como ocurre en Argentina, deciden hacer un paralelo de
los dominios organizacionales de alto nivel. Así, por ejemplo, existen los dominios com.ar,
org.ar, gov.ar, edu.ar, etc. Sin embargo, algunos países deciden seguir algún otro tipo de
esquema; por ejemplo, algunos de los subdominios de Gran Bretaña son co.uk (por
"corporations"), ac.uk (por "academic community"), etc.
Cuando una organización poseedora de una red desea que se le asigne un dominio, deberá
primero decidir bajo que dominio desea ubicarse, para luego solicitar al organismo que lo
administre la delegación de un subdominio. Si dicho organismo considera pertinente la
21
A pesar de esto, y por tradición histórica, las organizaciones norteamericanas no se
inscriben en el dominio regional de los EE.UU sino directamente en los dominios
organizacionales de alto nivel.
22
En "DNS and BIND" de Albitz & Cricket se hace la siguiente aclaración: "La excepción
es Gran Bretaña. De acuerdo a ISO 3166 el dominio de la Gran Bretaña debiera ser gb,
pero en su lugar, Gran Bretaña e Irlanda del Norte utilizan uk (por United Kingdom).
También conducen los automóviles del lado equivocado de la calle"
37
solicitud, creará el dominio solicitado y a partir de ese momento la organización solicitante
será la responsable de administrarlo, pudiendo agregar máquinas al dominio o incluso
particionarlo en mas subdominios.
Por ejemplo, la Universidad Tecnológica Nacional gestionó en Cancillería el dominio
utn.edu.ar al cual pertenecen las computadoras del Rectorado (en Buenos Aires); luego
decidió crear un subdominio para cada una de sus Facultades Regionales. Así, por ejemplo,
existen los dominios frc.utn.edu.ar (Facultad Córdoba), frba.frc.utn.edu.ar (Facultad
Buenos Aires), frlp.frc.utn.edu.ar (Facultad La Plata), etc.
Dentro de un dominio, sus administradores están en libertad de crear nombres para sus
computadoras. El nombre que se asigne a cada máquina se combinará con el nombre del
dominio para formar el Nombre de Dominio Totalmente Calificado (conocido como FQDN,
por Fully Qualified Domain Name), tal como:
khitomer.frc.utn.edu.ar
De esta manera, aunque dos dominios tengan máquinas con el mismo nombre, siempre será
posible distinguirlas por medio del FQDN23.
En síntesis, la estructura del DNS puede reflejarse de la siguiente manera (con el dominio
raíz representado por un punto):
.
com
edu
org
gov
mil
com
net
edu
ar
org
gov
mil
net
utn
frba
frc
frlp
Resolución de nombres basada en DNS
Supongamos que un programa ejecutándose en una máquina en el dominio frc.utn.edu.ar
requiere iniciar una conexión con otra computadora. Dado que el primer paso es obtener su
dirección IP, dicha aplicación deberá realizar una petición de resolución a algún server de
nombres.
Como se mencionó anteriormente, un server de nombres posee las tablas de direcciones y
nombres referentes a uno o más dominios. Si la petición de resolución hace referencia a una
máquina perteneciente a alguno de los dominios administrados localmente (en cuyo caso se
dice que el server tiene autoridad sobre ese dominio), el server consulta la tabla respectiva y
contesta la petición. En caso contrario deberá realizar una serie de consultas siguiendo la
jerarquía de dominios a partir del dominio raíz, hasta encontrar el server que tiene autoridad
sobre el dominio al cual pertenece el nombre buscado.
Supongamos, por ejemplo, que se intenta resolver el nombre andromeda.galaxia.org.ar. El
server de nombres local (frc.utn.edu.ar) redirige la consulta a los servidores de nombres del
23
De hecho, la única forma de referenciar una computadora desde otra red es por medio de
su FQDN.
38
dominio raíz, los cuales le contestan con la dirección IP del server DNS del dominio ar. El
server local realiza una nueva consulta, esta vez al server de ar, quien responde con la
dirección del server que tiene autoridad sobre org.ar. Tras una nueva consulta, el server
local recibe la dirección del servidor de nombres de galaxia.org.ar, que al ser consultado
retorna la dirección IP de la computadora andrómeda.
Esta estrategia de consulta se denomina iterativa, debido a que el server de nombres local
recibe como respuesta la dirección de otro server de nombres, por lo que debe repetir la
operación (esto es, iterar) hasta que reciba la dirección IP del nombre a resolver. Existe otra
posible configuración, llamada recursiva, según la cual un server de nombres puede ser
configurado de tal forma que retorne siempre la dirección final buscada; si, por ejemplo, el
server de nombres de ar fuera recursivo, en vez de retornar la dirección de org.ar para que
luego el server que inició la consulta continúe iterando, realizaría la iteración él mismo.
Cualquiera sea la estrategia utilizada, puede observarse que una única resolución implica
múltiples consultas a través de la Internet. Para minimizar demoras en las comunicaciones,
el diseño del DNS incluye la posibilidad de que los servidores de nombres guarden
temporalmente las respuestas a las consultas que se han recibido, es decir, mantienen un
cache de consultas previas que pueden ser reutilizadas si la consulta se repite.
El Dominio de Reversa
Un server DNS permite también realizar operaciones de resolución inversa, esto es, obtener
un nombre a partir de una dirección IP. Para ello, existe un dominio especial llamado
in-addr.arpa y conocido como dominio de reversa, cuyos subdominios se forman a partir de
los valores numéricos de las direcciones IP, tomados en orden inverso.
Por ejemplo, la dirección
1.3.25.170.in-addr.arpa.
IP
170.25.3.1,
pertenece
al
dominio
de
reversa
Cuando a una red se le asigna un número de red, usualmente también se le delega la
administración de su correspondiente dominio de reversa. Por ejemplo, el dominio de
reversa correspondiente a 170.25 sería 25.170.in-addr.arpa, quedando en manos de su
administrador la decisión de crear subdominios para cada una de sus subredes (por ejemplo,
1.25.170.in-addr.arpa, 2.25.170.in-addr.arpa, etc.)
Configuración de un servidor DNS usando BIND
La implementación estándar de DNS para Unix es BIND (Berkely Internet Name Domain) y
consiste en un módulo cliente llamado "resolver" que se integra a las aplicaciones, y un
demonio llamado named, que debe ejecutarse en aquella computadora que se designe como
server de nombres del dominio.
Si bien el tratamiento completo de la configuración de éste paquete de software escapa al
alcance de éste trabajo, se discutirán a continuación los aspectos básicos de su
configuración.
Tipos de Servidores de Nombres
BIND soporta tres modos de configuración para el servidor de nombres:
Primario:
fuente autorizada de información sobre un determinado dominio, lo cual
significa que un servidor de nombres primario es quien tiene la información
completa y más actualizada sobre los nombres de computadoras pertenecientes
al dominio. Dicha información se obtiene a partir de archivos de datos
construidos por el administrador de la red (llamados archivos de zona).
Secundario: mantiene una copia de la información sobre un determinado dominio,
transfiriéndola periódicamente desde un server de nombres primario
(operación llamada transferencia de zona). También se considera fuente
autorizada de información sobre ese dominio.
39
Cache:
responde consultas haciendo peticiones a otros servidores de nombres, y las
almacena localmente para agilizar futuras consultas por la misma información.
Sin embargo, no mantiene la base de datos de ningún dominio (esto es, no
tiene autoridad sobre ningún dominio en particular).
Archivos de configuración
named requiere un archivo de configuración llamado /etc/named.boot y varios
archivos de zona, según los dominios que se vayan a administrar.
El archivo /etc/named.boot define parámetros generales para la configuración del
servidor, en especial el modo de operación (primario, secundario o cache) y la ubicación y
nombres de los archivos de zona.
El archivo /etc/named.boot típico para configurar el server de nombres primario de
una red como la del dominio galaxia.org.ar contendrá la siguiente información:
;
; Server de nombres primario de galaxia.org.ar
;
directory
/etc
primary
galaxia.org.ar
named.hosts
primary
25.170.in-addr.arpa
named.rev
primary
0.0.127.in-addr.arpa
named.local
cache
.
named.cache
Cada línea del archivo /etc/named.boot especifica una directiva de configuración,
excepto aquellas que comiencen con punto y coma (;), que se consideran comentarios y son
ignoradas.
La directiva directory indica el directorio donde named podrá encontrar los archivos de
datos que se mencionen a continuación.
La directiva primary configura el server de nombres para ser servidor primario del
dominio que se indica a continuación, obteniendo la lista de nombres y direcciones desde el
archivo que figura como último parámetro. En ejemplo anterior, puede verse que el server
de nombres será server primario de los dominios galaxia.org.ar (el dominio asignado a la
organización), 25.170.in-addr.arpa (el dominio de reversa correspondiente a la dirección
asignada a la red) y 0.0.127.in-addr.arpa (el dominio de reversa de la red de loopback).
Finalmente, con la directiva cache se indica a named el archivo a utilizar como contenido
inicial del cache de direcciones y nombres. Es en este archivo donde se indican las
direcciones IP de los servidores de nombres del dominio raíz.
La configuración de un server secundario resulta similar:
;
; Server de nombres secundario de galaxia.org.ar
;
directory
secondary galaxia.org.ar
170.25.4.254
secondary 25.170.in-addr.arpa
170.25.4.254
primary
0.0.127.in-addr.arpa
cache
.
/etc
named.hosts
named.rev
named.local
named.cache
En lugar de la directiva primary se utiliza la directiva secondary, cuyos argumentos
son el nombre del dominio, la dirección IP del server primario desde donde transferir los
archivos de datos y el nombre del archivo local donde almacenarlos. Dichos archivos serán
40
creados automáticamente la primera vez que el server se inicie, y serán actualizados
periódicamente.
Archivos de Zona
Al definir un server primario, utilizando la directiva primary, el administrador indica el
nombre del archivo de zona desde donde obtener los datos.
La diferencia entre zona y dominio es sutil: una zona contiene la información sobre un
dominio y todos aquellos subdominios que no han sido delegados a otro server. La partición
en subdominios se realiza fundamentalmente para agrupar conceptualmente computadoras
relacionadas, idealmente con el objetivo de delegar en sus usuarios la administración de la
información sobre las mismas. Sin embargo, puede ocurrir que los mismos no estén en
condiciones de hacerse cargo de esas tareas (por falta de equipamiento, capacitación, etc.),
en cuyo caso el administrador de la red puede optar por crear los subdominios, pero no
delegarlos. Obviamente, en un dominio cuyos subdominios han sido todos delegados, la
zona y el dominio coinciden.
Un archivo de zona está compuesto por registros, cuya sintaxis es la siguiente (los campos
entre corchetes son opcionales):
[nombre] [ttl] IN tipo datos
en donde:
nombre:
es el nombre de la entidad que el registro define (direcciones, nombres, etc.).
Dicho nombre es relativo al dominio actual y si se omite, se considera igual al
valor del campo nombre del registro anterior.
ttl:
es un valor numérico (en segundos) que indica cuanto tiempo ese registro debe
conservarse en el cache antes de ser refrescado (es la abreviatura de Time To
Live). Si se omite, se considera igual al ttl por defecto de la zona (ver registro
SOA, mas adelante).
tipo:
identifica el tipo de registro:
Tipo
SOA
NS
A
PTR
MX
CNAME
datos:
Función
Start Of Authority. Indica el inicio de la zona, y define
parámetros generales para la misma
Name Server. Define el nombre del server de nombres del
dominio.
Address. Define la dirección IP asociada a un nombre.
Pointer. Define el nombre asociado a una dirección IP.
Mailer Exchange. Define el nombre del host que recibe el
correo electrónico para un determinado nombre del dominio.
Canonical Name. Define un alias para un host.
información específica, dependiente del tipo de registro.
El archivo de zona para un dominio como galaxia.gov.ar, llamado named.hosts como se
indicó en named.boot, tendrá el siguiente contenido:
41
;
;
;
@
(
server de nombres primario de galaxia.org.ar
IN SOA cygni.galaxia.org.ar.
1998062202
43200
3600
3600000
360000
)
galaxia.org.ar. IN
galaxia.org.ar. IN
;
;
;
;
;
root.cigni.galaxia.org.ar.
nro de serie
refresco cada 12 horas
reintentar despues de 1 hora
expirar despues de 1000 horas
ttl por defecto en 100 horas
NS
MX 10
cygni.galaxia.ar.
andromeda.galaxia.ar.
localhost
IN A
127.0.0.1
antares
rigel
cygni
orion
altair
orion
aldebaran
orion
andromeda
canopus
cygni
centauri
andromeda
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
170.25.1.1
170.25.1.2
170.25.1.253
170.25.1.254
170.25.2.1
170.25.2.254
170.25.3.1
170.25.3.254
170.25.3.253
170.25.4.1
170.25.4.252
170.25.4.253
170.25.4.254
mailhost
www
IN CNAME andromeda.galaxia.org.ar.
IN CNAME orion.galaxia.org.ar
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Como puede verse, el archivo comienza con un registro SOA que declara el inicio de una
zona. El símbolo @ en el registro SOA hace referencia al dominio actual, esto es, el que se
indica en la directiva primary del archivo named.boot. El primer nombre que figura
continuación es el nombre de la computadora que contiene este archivo, seguido de la
dirección de correo del administrador del DNS (obsérvese que no contiene un @ sino un
punto luego del nombre del usuario). Seguidamente aparecen entre paréntesis valores de
configuración generales de la zona, como el ttl por defecto y el período de refresco de los
datos (esto es, cada cuanto named deberá releer el archivo de zona para verificar si ha
habido cambios en el mismo).
Particularmente importante es el número de serie del archivo de zona (primer parámetro
numérico del registro SOA). Este número deberá ser incrementado por el administrador cada
vez que introduzca un cambio en los datos de la zona. Por medio de ese valor, un servidor
secundario sabrá que debe pedir una transferencia de zona a fin de actualizar su copia local
del archivo. Es práctica común escribir ese número como una codificación de la fecha en
que se realizo el cambio (en formato Año/Mes/Día), seguida de un numero de versión, por si
se realiza más de un cambio en la misma fecha.
Obsérvese que ninguno de los registros posteriores especifica un valor de ttl; todos ellos
toman el valor por defecto especificado en el registro SOA. Además los registros NS y MX
no especifican el campo nombre.
A continuación del registro SOA aparece el registro NS, que define que el nombre del
servidor de nombres de galaxia.org.ar es la computadora llamada cygni. Lo sigue un
registro MX, que indica que el correo electrónico destinado a éste domino deberá ser
42
enviado a la computadora andrómeda (obsérvese que el nombre que se especifica debe
terminar con punto; si no fuera así, se asumiría que ese nombre debe completarse con el
nombre del dominio actual).
Finalmente, se listan los registros A, que establecen la relación entre un nombre y una
dirección IP y un par de registros CNAME, que definen aliases para ciertas computadoras
(por ejemplo, especifican que www.galaxia.org.ar es equivalente a orion.galaxia.org.ar).
Archivos de zona para dominios de reversa
El archivo named.boot indicaba que se administrarían dos dominios de reversa: uno para
las direcciones correspondientes a la dirección de red y otro para la red de loopback.
Los archivos de zona de un dominio de reversa contienen registros de tipo PTR. En dichos
registros se utilizan los bytes de la parte de host de la dirección IP para el campo nombre,
tomándolos en orden inverso. El dato asociado a cada registro es el nombre correspondiente
a esa dirección IP.
El archivo de zona para la red de loopback es virtualmente idéntico en todas las
configuraciones:
@
(
IN SOA cygni.galaxia.org.ar.
1
43200
3600
3600000
360000
)
;
;
;
;
;
root.cigni.galaxia.org.ar.
nro de serie
refresco cada 12 horas
reintentar despues de 1 hora
expirar despues de 1000 horas
ttl por defecto en 100 horas
galaxia.org.ar.
IN
NS
cygni.galaxia.ar.
1
IN
PTR
localhost
El contenido del archivo named.rev es similar:
@
(
IN SOA cygni.galaxia.org.ar.
1998102305
43200
3600
3600000
360000
)
galaxia.org.ar. IN
1.1
2.1
253.1
254.1
1.2
254.2
1.3
254.3
253.3
1.4
252.4
253.4
254.4
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
PTR
;
;
;
;
;
NS
root.cigni.galaxia.org.ar.
nro de serie
refresco cada 12 horas
reintentar despues de 1 hora
expirar despues de 1000 horas
ttl por defecto en 100 horas
cygni.galaxia.ar.
antares
rigel
cygni
orion
altair
orion
aldebaran
orion
andromeda
canopus
cygni
centauri
andromeda
43
Archivo de inicialización del cache
Como se mencionó anteriormente, el archivo named.cache contendrá las direcciones IP
de los servidores de nombres del dominio raíz, y se utilizará como el contenido inicial del
cache.
El archivo tendrá el siguiente aspecto:
;
; Nombres de los servidores del dominio raiz
;
. 99999999
IN
NS
A.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
B.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
C.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
D.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
E.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
F.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
G.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
H.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
NS
I.ROOT-SERVERS.NET.
;
; Direcciones de los servidores del dominio raiz
;
A.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
198.41.0.4
B.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
128.9.0.107
C.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
192.33.4.12
D.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
128.8.10.90
E.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
192.203.230.10
F.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
192.5.5.241
G.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
192.112.36.4
H.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
128.63.2.53
I.ROOT-SERVERS.NET.
99999999
IN
A
192.36.148.17
Como se puede apreciar, el archivo contiene registros NS que definen los nombres de los
servidores de nombre del dominio raíz, y registros A con sus direcciones IP. Una lista
completa y actualizada de estos servidores puede obtenerse por FTP anónimo, desde
ftp://nic.ddn.mil/netinfo/root-servers.txt.
Configuración del "resolver"
Como ya se dijo, las aplicaciones que utilizan los servicios de un server DNS lo hacen por
medio de un módulo del sistema operativo llamado resolver.
En Unix, el resolver se configura por medio del archivo /etc/resolv.conf, cuyo
contenido mínimo consta de las siguientes directivas:
domain galaxia.org.ar
nameserver 170.25.1.253
La directiva domain indica cual es el dominio por defecto, mientras que la directiva
nameserver especifica la dirección IP del servidor de nombres a utilizar para peticiones
de resolución. Pueden indicarse varias de estas directivas, para utilizar servidores de
nombres alternativos.
44
Consultando interactivamente un servidor de nombres
El paquete BIND provee una herramienta de depuración llamada nslookup que puede
utilizarse para hacer consultas interactivamente a un servidor de nombres.
Al ser ejecutada desde la línea de comandos, nslookup informa cual es el server de nombres
que se utilizará y queda a la espera de comandos del usuario:
$ nslookup
Default server: cygni.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.253
> _
Si se escribe el nombre de una computadora, nslookup realizará la consulta al server de
nombres y nos mostrará el resultado:
$ nslookup
Default server: cygni.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.253
> rigel
Server: cygni.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.253
Name:
andromeda.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.2
De manera similar, es posible utilizar nslookup para hacer consultas sobre otro dominio:
$ nslookup
Default server: cygni.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.253
> bbs.frc.utn.edu.ar
Server: cygni.galaxia.org.ar
Address: 170.25.1.253
Name:
bbs.frc.utn.edu.ar
Address: 170.210.248.214
45
Diagnóstico de una red TCP/IP
Una vez que la red ha sido diseñada y configurada, sus usuarios comienzan a trabajar sobre
ella y a utilizar sus servicios. Es un hecho que, tarde o temprano, alguno de ellos tendrá
alguna dificultad para acceder a algún servicio y recurrirá al administrador de la red a fin de
obtener una solución. Sin embargo, antes de poder ofrecer alguna, el administrador deberá
diagnosticar el problema, esto es, hallar sus causas.
Mensajes de error usuales
Hay ciertas condiciones de error que son usuales en una red TCP/IP. Si bien los mensajes de
error con que las aplicaciones informan al usuario acerca de las mismas son altamente
dependientes de la plataforma, la mayoría de las veces son similares a los siguientes:
Unknown host:
El nombre de host utilizado por el usuario no pudo resolverse; es decir, no
pudo obtenerse su dirección IP. Puede ser indicativo de un error en el
acceso al servidor de nombres: quizás es errónea la dirección IP indicada
en el archivo /etc/resolv.conf, o el demonio named no se encuenta
activo en esa computadora, o el módulo TCP/IP de la misma no se
encuentra funcionando correctamente. Sin embargo, también puede
deberse a un error en el tipeo del nombre (esto es, podría no existir una
computadora con el nombre indicado).
Network unreachable:
El sistema local no tiene una ruta que conduzca a la red a la que
corresponde la dirección IP de la máquina remota. Puede deberse
a un error en la configuración de la tabla de ruteo, a que la ruta se
haya vuelto inalcanzable (por ejemplo, porque el gateway o los
vínculos de comunicación que conectan con ella están fuera de
línea) o a que la dirección IP utilizada es errónea.
No answer from host:
El sistema remoto no contesta las peticiones realizadas desde el
host local. En este caso, usualmente la dirección IP es correcta y
existen rutas a la red a la cual pertenece, pero el host no puede
ser contactado debido a que, por ejemplo, se encuentra apagado o
desconectado de la red.
Connection refused by peer:
Este error indica que, si bien pudo contactarse al host
remoto, el mismo denegó la conexión. Puede deberse a
medidas de seguridad (es decir, la computadora remota por
alguna razón de seguridad no permite el acceso desde la
computadora local al servicio que se le requiere) o a que no
hay un servicio "escuchando" en el puerto TCP indicado
desde la computadora local (por ejemplo, se desea acceder al
demonio named en la computadora remota, y el mismo no se
encuentra ejecutándose allí).
Herramientas de diagnóstico
Algunas de las herramientas ofrecidas por Unix para diagnosticar problemas de red (y
usualmente disponibles también en otras plataformas) son las siguientes:
ping:
Es la herramienta básica para verificar la conectividad de la red. Permite
determinar si un host es alcanzable y proporciona estadísticas sobre los
tiempos de respuesta de la red.
traceroute24: Muestra la ruta que los paquetes seguirán desde un host de origen hasta otro
host de destino. Permite, entonces, diagnosticar problemas de ruteo.
24
Bajo Windows NT, este comando está disponible bajo el nombre de tracert.
46
nslookup:
Permite hacer consultas interactivas a un servidor DNS, tal como se discutió
en el capítulo anterior.
netstat:
Despliega información sobre la tabla de ruteo, las interfaces y los sockets
activos.
ifconfig:
Si bien es básicamente una herramienta de configuración, puede utilizarse
también como herramienta de diagnóstico, para detectar errores en la dirección
IP, mascara de subred o dirección de broadcast (ver capítulo sobre asignación
de direcciones IP).
Testeo de alcanzabilidad
El primer paso para diagnosticar un problema en una red TCP/IP es verificar la
alcanzabilidad de un host, esto es, si es posible enviar paquetes al mismo a través de la red.
La herramienta primordial para testear alcanzabilidad es ping, cuya sintaxis básica es la
siguiente:
ping nombre_de_host_o_dirección_IP
Por ejemplo, para verificar si el host Rigel es alcanzable, habría que ejecutar el siguiente
comando:
$ ping rigel
PING rigel.galaxia.org.ar (170.25.1.2): 56 data bytes
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=7 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=8 ttl=64 time=0.1 ms
64 bytes from 170.25.1.2: icmp_seq=9 ttl=64 time=0.1 ms
^C
--- rigel.galaxia.org.ar ping statistics --10 packets transmitted, 10 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.1/0.1/0.1 ms
ping envía paquetes al host remoto utilizando el protocolo ICMP, los cuales, de ser
recibidos por dicho host, generan un paquete similar de respuesta para el host local. Cuando
el host local los recibe, muestra una línea de información por pantalla, y el ciclo continúa
hasta que el usuario lo cancele con Control-C.
Al terminar, ping muestra un reporte estadístico, en el que informa la cantidad de paquetes
transmitidos y recibidos, y el porcentaje de pérdida de paquetes. También se informa sobre
los tiempos mínimo, promedio y máximo que toma el recorrido de ida y vuelta entre ambos
hosts.
Como puede verse, ping permite además determinar el nivel de carga de la red: si el
porcentaje de perdida de paquetes o los tiempos de ida y vuelta es muy alto, podría ser un
indicio de sobrecarga de tráfico, interferencias en el medio de comunicación, o inclusive
problemas de hardware.
Verificación del estado de las interfaces
Como se recordará el comando ifconfig, al ser invocado sin argumentos, muestra el estado
actual de las interfaces de red configuradas:
47
$ ifconfig
lo
Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Bcast:127.255.255.255 Mask:255.0.0.0
UP BROADCAST LOOPBACK RUNNING MTU:3584 Metric:1
RX packets:331036 errors:0 dropped:0 overruns:0
TX packets:331036 errors:0 dropped:0 overruns:0
eth0
Link encap:Ethernet HWaddr 00:10:4B:38:27:BA
inet addr:170.25.2.254.216 Bcast:170.25.2.244
Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:4563766 errors:1 dropped:0 overruns:1
TX packets:5864531 errors:0 dropped:0 overruns:0
Interrupt:11 Base address:0x6100
eth1
Link encap:Ethernet HWaddr 00:10:4B:62:45:81
inet addr:170.25.3.254 Bcast:170.25.3.254
Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:4279043 errors:3 dropped:0 overruns:1
TX packets:2940848 errors:0 dropped:0 overruns:0
Interrupt:10 Base address:0x6200
En el listado anterior, se muestran 3 interfaces (dos placas Ethernet y la interfaz lógica de
loopback). En todos los casos, se muestra la dirección de IP asignada, así también como la
dirección de broadcast y la máscara de subred.
En el caso de las placas Ethernet, se informa también la dirección física del adaptador (o
MAC Address), y características de configuración del adaptador (número de interrupción y
dirección base de I/O).
Las líneas que comienzan con RX y TX presentan un informe del funcionamiento de la
interfaz en términos de cantidad de paquetes recibidos y transmitidos, respectivamente.
También se informa en cada caso la cantidad de paquetes erróneos detectados por la
interfaz.
Información similar en un formato mas compacto puede obtenerse con el comando netstat
-i:
$ netstat -i
Kernel Interface table
Iface
MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR
lo
3584
0 331036
0
0
0
eth0
1500
0 4563766
1
0
0
eth1
1500
0 4279043
3
0
0
TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flag
331036
0
0
0 BLRU
5864531
0
0
0 BRU
2940848
0
0
0 BRU
Verificación de las rutas
Por medio de los comandos ifconfig y netstat -i podemos determinar el estado de las
interfaces locales, a fin de determinar si son capaces de enviar y recibir paquetes. Usando
ping podemos verificar si el host remoto "es visible" desde el host local a través de la red.
Si la comprobación de las interfaces muestra que su estado es el correcto, pero ping no da
resultados positivos, el siguiente paso en el diagnóstico de un problema de conectividad con
un host remoto es determinar que tan lejos llegan los paquetes.
El comando traceroute permite verificar cual es la ruta que los paquetes siguen para llegar a
un host remoto, y de esa manera detectar errores en la configuración de las tablas de ruteo:
$ traceroute canopus
48
tracing to canopus.galaxia.org.ar (170.25.4.1), 30 hops max, 40
bytes packets
1 orion (170.225.1.254) 0.361 ms 0.302 ms 0.296 ms
2 andromeda (170.25.3.253) 44.366 ms 38.533 ms 13.282 ms
3 canopus (170.25.4.1) 28.743 ms 50.976 ms 39.28 ms
Como puede verse, traceroute se invoca con el nombre de un host remoto, y muestra como
resultado todos los gateways intermedios que se atraviesan hasta llegar a destino. La
información se recaba por medio del envío de paquetes ICMP; si alguno de ellos se perdiera
en el camino, traceroute mostrará una serie de asteriscos.
Por ejemplo, supongamos que el usuario de la computadora Antares reporta la imposibilidad
para conectarse a Canopus. El primer paso en el diagnóstico sería revisar la configuración
de las interfaces con ifconfig y luego verificar si realmente no hay conectividad, utilizando
ping. Si ese fuera el caso, puede deberse tanto a que Canopus esté fuera de línea como a que
exista algún problema en algún punto intermedio de la red. Por medio de traceroute puede
determinarse cual es el caso.
Supongamos que la salida de traceroute es la siguiente:
$ traceroute canopus
tracing to canopus.galaxia.org.ar (170.25.4.1), 30 hops max, 40
bytes packets
1 orion (170.225.1.254) 0.361 ms 0.302 ms 0.296 ms
2 andromeda (170.25.3.253) 44.366 ms 38.533 ms 13.282 ms
3 * * *
4 * * *
5 * * *
traceroute continuará mostrando asteriscos hasta llegar a los 30 intentos o hasta que el
usuario lo cancele con Ctrl-C. La conclusión aquí es que la falta de conectividad se debe a
que Canopus está fuera de línea o bien los enlaces desde Andrómeda estan fallando. Podría
probarse, por ejemplo, el utilizar ping para intentar llegar a otra computadora sobre la
misma subred de Canopus (por ejemplo, ping centauri); si la respuesta es negativa se
trataría de un problema de red, mientras que si es positiva, la respuesta es que Canopus está
fuera de línea.
Si el resultado de traceroute fuera el siguiente:
$ traceroute canopus
tracing to canopus.galaxia.org.ar (170.25.4.1), 30 hops max, 40
bytes packets
1 orion (170.225.1.254) 0.361 ms 0.302 ms 0.296 ms
2 * * *
3 * * *
4 * * *
5 * * *
entonces o bien hay un problema en el gateway o en las líneas de comunicación hacia él. La
cuestión puede zanjarse procediendo de manera similar al caso anterior.
49
Compartiendo archivos: NFS
NFS (Network File System) permite el acceso transparente a archivos y directorios ubicados
en computadoras remotas, es decir, permite que usuarios y programas traten archivos
remotos como si fueran locales.
La computadora remota (llamada server NFS) pone ciertos directorios de su propio sistema
de archivos a disposición de otras computadoras exportándolos hacia la red. Para acceder a
los archivos remotos, las computadoras que los utilizan (los clientes NFS) previamente
deben montar alguno de los directorios exportados por el servidor en algún punto de su
sistema de archivos (de la misma forma que los sistemas de archivos residentes en discos
duros locales deben ser montados antes de poder ser utilizados).
Andrómeda
(server NFS)
/
bin usr
Altair
(cliente NFS)
/
etc tmp net
bin
etc
bin usr etc tmp
apps
bin
local
A modo de ejemplo, en el gráfico anterior se muestra que Andrómeda, actuando como
servidor NFS, exporta a la red el directorio /net, y que un cliente NFS, en éste caso Altair, lo
monta en /usr/local. Esto significa que para los usuarios de Altair existen los directorios
/usr/local/bin, /usr/local/etc y /usr/local/apps, pero en realidad dichos directorios están
ubicados en Andrómeda.
NFS fue desarrollado originariamente por Sun Microsystems, y se transformó en el standard
para compartir archivos bajo plataforma Unix; también existen actualmente
implementaciones de NFS para otros sistemas operativos.
Los demonios de NFS
Para ofrecer servicios NFS, una computadora debe ejecutar los siguientes demonios:
rpc.nfsd:
Es el demonio principal de NFS, responsable de manejar las peticiones de los
clientes para acceder a archivos remotos.
rpc.mountd: Procesa las peticiones de montura de los clientes NFS.
Algunas implementaciones de NFS requieren demonios auxiliares adicionales como los
siguientes:
biod:
Demonio de E/S por bloques. Gestiona el lado del cliente de las peticiones de
Entrada/Salida vía NFS. Este demonio solo es necesario en el cliente NFS.
rpc.lockd:
Demonio de bloqueo. Este demonio se ejecuta tanto en el cliente como en el
server, y gestiona las peticiones de acceso en modo exclusivo.
rpc.statd:
Demonio de control de estado. Este demonio es requerido por rpc.lockd para
monitorear las operaciones de E/S por NFS.
50
Exportando directorios
Para exportar directorios desde un server NFS, el administrador debe listarlos en el archivo
/etc/exports, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:
• No se pueden exportar subdirectorios de un directorio exportado, a menos que el
subdirectorio se encuentre en otro dispositivo físico; tampoco se pueden exportar
directorios ubicados por arriba de un directorio exportado, a menos que pertenezcan a
diferentes dispositivos físicos.
• Solo es posible exportar directorios locales.
El archivo /etc/exports contendrá una línea por cada directorio exportado, en la que
se indicará la ruta completa al mismo, seguida por ciertos parámetros que configurarán el
modo en que se exporta el directorio, los cuales permiten especificar cuales computadoras
tienen derecho a montar remotamente el directorio exportado, y de que manera:
/net
/home/jperez
/datos/ftp/public
*.galaxia.org.ar(rw)
canopus.galaxia.org.ar(rw)
(ro)
En el ejemplo anterior, el server NFS exporta tres directorios:
/net
Accesible desde cualquier computadora del dominio galaxia.org.ar, en
modo de lectura/escritura (rw = read/write).
/home/jperez
Accesible sólo desde la computadora Canopus, también en modo de
lectura/escritura.
/datos/ftp/public Accesible desde cualquier computadora (de cualquier dominio), pero en
modo de sólo lectura (ro = read only).
Montando directorios
Los directorios remotos se montan localmente de la misma manera que otro sistema de
archivos: manualmente por medio del comando mount, o listándolos en /etc/fstab
para que se monten automáticamente al inicializar el sistema operativo.
En ambos casos, la sintaxis para especificar un directorio remoto es la siguiente:
nombre_del_host:directorio_remoto
Por ejemplo, para montar manualmente el directorio /net de Andrómeda en /usr/local de
Altair, se debe ejecutar el siguiente comando:
# mount andromeda:/net /usr/local
Alternativamente, se podría agregar la siguiente línea en /etc/fstab:
andromeda:/net /usr/local nfs rw,bg 0 0
Obsérvese que al montar un directorio remoto pude indicarse la opción bg a fin de realizar
la operación de montura en background.
Si al momento de solicitar la montura el server NFS no se encuentra disponible, el cliente
permanecerá reintentando hasta que el server lo esté. La opción bg premite que esos
reintentos continúen en background y así no detener las demás operaciones del cliente que
no dependen del acceso a ese recurso compartido. Cuanto tiempo el cliente permanecerá
reintentando depende de si la montura es dura (hard mounts) o blanda (soft mounts).
51
Por defecto, las monturas de directorios NFS son duras, lo cual significa que el cliente
permanecerá reintentando indefinidamente hasta recibir respuesta del server. Si la montura
es blanda (en cuyo caso deberá utilizarse la opción soft en /etc/fstab o al montar
manualmente con mount), al cabo de cierto número de reintentos la operación fallará y
retornará un mensaje de error al usuario, indicando que el server es inaccesible.
Administración centralizada de hosts: NIS
Uno de los aspectos que puede volverse mas problemático en la administración de una red
Unix es el mantenimiento de la consistencia en ciertos archivos de configuración.
Supóngase que en una red como la de galaxia.org.ar se desea que todos los usuarios puedan
utilizar cualquier computadora de la red, utilizando en todas ellas el mismo nombre de login
y password. Ello implica que la base de datos de usuarios (esto es, el archivo
/etc/passwd) deberá ser igual en todas las computadoras de la red y que ante cada
cambio (por ejemplo, al agregar un nuevo usuario o cuando un usuario cambia su
password), dicho cambio deberá ser propagado a todas las demás computadoras de la red.
Si la red tiene pocas computadoras, la consistencia de los archivos replicados puede
mantenerse manualmente, pero, a medida que la red crece, el trabajo y la probabilidad de
cometer errores crece desmedidamente.
NIS (sigla de Network Information Service, o Servicio de Información de Red) fue diseñado
para solucionar este problema, proveyendo los medios para administrar centralizadamente
archivos de datos y diseminarlos luego en un grupo de computadoras que forman parte de un
dominio NIS25.
NIS es también un sistema cliente/servidor, en donde ciertas computadoras (denominadas
servidores NIS) mantienen los archivos de datos (llamados mapas NIS) y responden
consultas de otras computadoras (los clientes NIS) acerca de información contenida en esos
archivos.
Un dominio NIS puede contar con varios servidores NIS. Uno de ellos, el servidor NIS
maestro, contiene la copia original de los archivos de datos y es responsable de mantener
actualizado un grupo de servidores NIS esclavos, los cuales responden peticiones de los
clientes, pero no modifican sus archivos de datos directamente.
La arquitectura general de un dominio NIS se esquematiza en la siguiente figura:
Server
NIS
Maestro
Server
NIS
Esclavo
Cliente
NIS
Cliente
NIS
Transferencia de Mapa
Server
NIS
Esclavo
Cliente
NIS
Cliente
NIS
Petición NIS
25
Un dominio NIS no tiene ninguna relación con un dominio DNS, aunque muchas veces el
administrador decide que ambos coindan.
52
Ejecutando NIS
Los detalles de configuración de un dominio NIS varían según la implementación y están
mas allá de los alcances del presente trabajo. No obstante, y a manera de referencia, cabe
mencionar que hay tres piezas de software esenciales para ejecutar NIS: domainname,
ypserv e ypbind26.
El comando domainname permite asignar el nombre de dominio NIS a las computadoras
que lo forman. ypserv, por otra parte, es el demonio que se ejecutará en el servidor NIS,
mientras que ypbind deberá ejecutarse tanto en el servidor como en los clientes.
26
El prefijo yp se debe a que anteriormente NIS se conocía bajo el nombre Yellow Pages
(Paginas Amarillas)
53
Bibliografía recomendada
• "Essential System Administration", por Aeleen Frisch
• "TCP/IP Network Administration", por Craig Hunt
• "DNS and BIND", por Paul Albitz & Cricket Liu
• "Managing NFS and NIS", por Hal Stern
• "Sistemas Operativos: diseño e implementación" , por Andrew S. Tanenbaum
• "The Unix-Haters Handbook", por Simson Garfinkel, Daniel Weise & Steven Strassman
54