Conceptos básicos de redes de telecomunicaciones

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En un entorno de red típico que se se considere de ámbito profesional, tenemos que proporcionar alta disponibilidad del servicio para lograr que esté siempre disponible, tanto a nivel de servidor, como de aplicación, como de infraestructura de red.

Si nos centramos en el diseño de la red, intervienen varios factores:

  • El cableado de red entre las diferentes tarjetas de comunicaciones de los servidores hasta los switches, routers y firewalls de la infraestructura. Un servidor profesional debe tener más de una interfaz de red configurada en bonding para evitar indisponibilidades en caso de avería o fallo en alguna de sus tarjetas.
  • Switches: Todos los sistemas conectados al mismo switch forman parte de la misma red.
  • Routers: Contienen tablas de rutas que se encargan de dirigir la información de cada paquete a la dirección de red de destino correspondiente.
  • Balanceadores de carga: Se utilizan mucho para repartir el tráfico de red entre varios servidores para no sobrecargar uno solo y para permitir alta disponibilidad en caso de que algún servidor falle.
  • Proxy: Los servidores que están ocultos desde Internet pero necesitan tener acceso al mundo exterior, pueden utilizar un servidor proxy que los comunica. De esta manera, los servidores están protegidos desde la red externa.
Ejemplo de esquema de red

En el esquema de red anterior podemos observar que tenemos un primer firewall que separa los servidores visibles desde Internet, es decir, los servidores WEB, del resto de servidores del entorno (aplicaciones y bases de datos). Además, tenemos balanceadores de carga que reparten el tráfico entre los diferentes servidores WEB y servidores de aplicaciones.

Internet Protocol (IP)

A menudo oímos hablar del protocolo TCP/IP como protocolo de comunicaciones de Internet. En realidad, TCP se refiere al paquete de información que viaja por la red, mientras que la IP es la dirección única de destino. Es decir, enviamos información desde una IP origen hacia una IP destino.

Cuando configuramos una red interna, lo haremos con IPv4, como norma general. Dependiendo del número de servidores que vayan a formar nuestra red interna, utilizaremos redes de clase A, B o C. Esto está explicado perfectamente en este enlace de la Wikipedia.

Para configurar las subredes, es decir, la máscara de red, me es muy útil tener a mano la siguiente tabla:

BinarioDecimalCIDR
11111111.11111111.11111111.11111111255.255.255.255/32
11111111.11111111.11111111.11111110255.255.255.254/31
11111111.11111111.11111111.11111100255.255.255.252/30
11111111.11111111.11111111.11111000255.255.255.248/29
11111111.11111111.11111111.11110000255.255.255.240/28
11111111.11111111.11111111.11100000255.255.255.224/27
11111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.192/26
11111111.11111111.11111111.10000000255.255.255.128/25
11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0/24
11111111.11111111.11111110.00000000255.255.254.0/23
11111111.11111111.11111100.00000000255.255.252.0/22
11111111.11111111.11111000.00000000255.255.248.0/21
11111111.11111111.11110000.00000000255.255.240.0/20
11111111.11111111.11100000.00000000255.255.224.0/19
11111111.11111111.11000000.00000000255.255.192.0/18
11111111.11111111.10000000.00000000255.255.128.0/17
11111111.11111111.00000000.00000000255.255.0.0/16
11111111.11111110.00000000.00000000255.254.0.0/15
11111111.11111100.00000000.00000000255.252.0.0/14
11111111.11111000.00000000.00000000255.248.0.0/13
11111111.11110000.00000000.00000000255.240.0.0/12
11111111.11100000.00000000.00000000255.224.0.0/11
11111111.11000000.00000000.00000000255.192.0.0/10
11111111.10000000.00000000.00000000255.128.0.0/9
11111111.00000000.00000000.00000000255.0.0.0/8
11111110.00000000.00000000.00000000254.0.0.0/7
11111100.00000000.00000000.00000000252.0.0.0/6
11111000.00000000.00000000.00000000248.0.0.0/5
11110000.00000000.00000000.00000000240.0.0.0/4
11100000.00000000.00000000.00000000224.0.0.0/3
11000000.00000000.00000000.00000000192.0.0.0/2
10000000.00000000.00000000.00000000128.0.0.0/1
00000000.00000000.00000000.000000000.0.0.0/0
Tabla de máscaras de red

Domain Name Server (DNS)

Para los humanos nos es mucho más fácil acordarnos de una palabra que de todos los números de una dirección IP. Si ya hablamos de IPv6, ni que decir. Así que los DNSs se utilizan para relacionar la IP con un nombre. Por ejemplo, cuando estás accediendo a puerto53.com, en realidad estás accediendo a la IP 54.76.196.173.

Puerta de enlace (gateway)

Es la IP del elemento de red que nos permite conectarnos a una red exterior como, por ejemplo, a Internet.

Puerto de comunicaciones

Todas las aplicaciones que permiten conexiones de red lo hacen a partir de un puerto de comunicaciones.  Existen 65535 puertos disponibles. Como podrás imaginar, hay algunos estándares a tener en cuenta:

Puerto/protocoloDescripción
9/tcpProtocolo Discard. Elimina cualquier dato que recibe
9/udpProtocolo Discard. Elimina cualquier dato que recibe
13/tcpProtocolo Daytime. Fecha y hora actuales
19/tcpProtocolo Chargen. Generador de caracteres
19/udpProtocolo Chargen. Generador de caracteres
20/tcpFTP – datos
21/tcpFTP – control
22/tcpSSH, SFTP y SFTP
23/tcpTelnet
25/tcpSimple Mail Transfer Protocol (SMTP)
37/tcpTime
53/tcpDNS
53/udpDNS
69/udpTrivial File Transfer Protocol (TFTP)
70/tcpGopher
79/tcpFinger
80/tcpHyperText Transfer Protocol (HTTP)
88/tcpKerberos – Agente de autenticación
110/tcpPost Office Protocol (POP3)
123/udpNTP Protocolo de sincronización de tiempo
123/tcpNTP Protocolo de sincronización de tiempo
137/tcpNetBIOS Servicio de nombres
137/udpNetBIOS Servicio de nombres
138/tcpNetBIOS Servicio de envío de datagramas
138/udpNetBIOS Servicio de envío de datagramas
139/tcpNetBIOS Servicio de sesiones
139/udpNetBIOS Servicio de sesiones
143/tcpInternet Message Access Protocol (IMAP4)
161/tcpSimple Network Management Protocol (SNMP)
161/udpSimple Network Management Protocol (SNMP)
162/tcpSNMP-trap
162/udpSNMP-trap
177/tcpXDMCP – Protocolo de gestión de
 pantallas gráficas en X11
177/udpXDMCP – Protocolo de gestión de pantallas gráficas en X11
389/tcpLDAP
389/udpLDAP
443/tcpHTTPS
500/udpIPSec ISAKMP, Autoridad de Seguridad Local
512/tcpexec
513/tcplogin
514/udpsyslog – usado para logs del sistema
631/tcpCUPS – sistema de impresión de UNIX
993/tcpIMAP4 sobre SSL
995/tcpPOP3 sobre SSL
2049/tcpNFS
3128/tcpHTTP usado por web caches y, por defecto, en squid cache
6000/tcpX11 usado para X-windows

En el fichero /etc/services de Linux tenemso más información de otros puertos de comunicaciones populares.

# netstat -an |grep LISTEN |grep 22 |head -1
tcp 0 0 192.168.122.1:53 0.0.0.0:* LISTEN 
#

MAC Address

Es la dirección física y única de una tarjeta de red. Podemos identificar un dispositivo físico y crear reglas de firewalls concretas para el mismo.

# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
link/ether ac:16:2d:ab:92:20 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
link/ether ac:16:2d:ab:92:20 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
link/ether ac:16:2d:ab:92:20 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.49.0.186/24 brd 10.49.0.255 scope global bond0
inet 30.32.48.34/24 brd 30.32.48.255 scope global bond0:1
#

Dynamic Host  Configuration Protocol (DHCP)

Este protocolo se utiliza para configurar los parámetros de de manera automática.

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