Guía de administración del sistema: servicios IP

Parte I Introducción a la administración del sistema: servicios IP

Esta sección contiene información de introducción acerca de los protocolos TCP/IP y su implementación en Oracle Solaris.

Capítulo 1 Conjunto de protocolos TCP/IP de Oracle Solaris (descripción general)

Este capítulo introduce la implementación en Oracle Solaris del conjunto de protocolos de red TCP/IP. Esta información se dirige a los administradores de sistemas y redes que no están familiarizados con los conceptos básicos de TCP/IP. En las demás secciones de esta guía se presupone que el usuario está familiarizado con estos conceptos.

Este capítulo contiene la información siguiente:

Novedades de esta versión

A partir de Solaris 10 5/08, se ha eliminado la función de IP para móviles. IP para móviles está disponible en Solaris 10 8/07 y en las versiones anteriores.

Introducción al conjunto de protocolos TCP/IP

Esta sección incluye una introducción detallada a los protocolos que se incluyen en TCP/IP. Aunque la información es conceptual, debe conocer los nombres de los protocolos. También aprenderá las acciones que lleva a cabo cada protocolo.

"TCP/IP" es el acrónimo que se utiliza comúnmente para el conjunto de protocolos de red que componen el conjunto de protocolos de Internet. Muchos textos utilizan el término "Internet" para describir tanto el conjunto de protocolos como la red de área global. En este manual, "TCP/IP" hace referencia específicamente al conjunto de protocolos de Internet. "Internet" hace referencia a la red de área extensa y los elementos que rigen Internet.

Para interconectar la red TCP/IP con otras redes, debe obtener una dirección IP única para la red. En el momento en que se redacta esta guía, esta dirección se obtiene a través de un proveedor de servicios de Internet (ISP).

Si los hosts de la red tienen que participar en el sistema de nombre de dominio (DNS), debe obtener y registrar un nombre de dominio único. InterNIC coordina el registro de nombres de dominio a través de un grupo de registros mundiales. Para obtener más información acerca de DNS, consulte System Administration Guide: Naming and Directory Services (DNS, NIS, and LDAP) .

Capas de protocolo y el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos

La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran como series de capas, que en ocasiones se denominan pila de protocolos. Cada capa está diseñada para una finalidad específica. Cada capa existe tanto en los sistemas de envío como en los de recepción. Una capa específica de un sistema envía o recibe exactamente el mismo objeto que envía o recibe el proceso equivalente de otro sistema. Estas actividades tienen lugar independientemente de las actividades de las capas por encima o por debajo de la capa que se está considerando. Básicamente, cada capa de un sistema actúa independientemente de las demás capas del mismo sistema. Cada capa actúa en paralelo con la misma capa en otros sistemas.

Modelo de referencia OSI

La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran en capas. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) ha diseñado el modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) que utiliza capas estructuradas. El modelo OSI describe una estructura con siete capas para las actividades de red. Cada capa tiene asociados uno o más protocolos. Las capas representan las operaciones de transferencia de datos comunes a todos los tipos de transferencias de datos entre las redes de cooperación.

El modelo OSI enumera las capas de protocolos desde la superior (capa 7) hasta la inferior (capa 1). La tabla siguiente muestra el modelo.

Tabla 1–1 Modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos

Nº de capa 

Nombre de capa 

Descripción 

Aplicación

Se compone de los servicios y aplicaciones de comunicación estándar que puede utilizar todo el mundo. 

Presentación

Se asegura de que la información se transfiera al sistema receptor de un modo comprensible para el sistema. 

Sesión

Administra las conexiones y terminaciones entre los sistemas que cooperan. 

Transporte

Administra la transferencia de datos. Asimismo, garantiza que los datos recibidos sean idénticos a los transmitidos. 

Red

Administra las direcciones de datos y la transferencia entre redes. 

Vínculo de datos

Administra la transferencia de datos en el medio de red. 

Física

Define las características del hardware de red. 

El modelo de referencia OSI define las operaciones conceptuales que no son exclusivas de un conjunto de protocolos de red particular. Por ejemplo, el conjunto de protocolos de red OSI implementa las siete capas del modelo OSI. TCP/IP utiliza algunas de las capas del modelo OSI. TCP/IP también combina otras capas. Otros protocolos de red, como SNA, agregan una octava capa.

Modelo de arquitectura del protocolo TCP/IP

El modelo OSI describe las comunicaciones de red ideales con una familia de protocolos. TCP/IP no se corresponde directamente con este modelo. TCP/IP combina varias capas OSI en una única capa, o no utiliza determinadas capas. La tabla siguiente muestra las capas de la implementación de Oracle Solaris de TCP/IP. La tabla enumera las capas desde la capa superior (aplicación) hasta la capa inferior (red física).

Tabla 1–2 Pila de protocolo TCP/IP

Ref. OSI Nº de capa 

Equivalente de capa OSI 

Capa TCP/IP 

Ejemplos de protocolos TCP/IP 

5,6,7 

Aplicación, sesión, presentación 

Aplicación

NFS, NIS, DNS, LDAP, telnet, ftp, rlogin, rsh, rcp, RIP, RDISC, SNMP y otros.

Transporte  

Transporte

TCP, UDP, SCTP 

Red 

Internet

IPv4, IPv6, ARP, ICMP 

Vínculo de datos 

Vínculo de datos

PPP, IEEE 802.2 

Física 

Red física

Ethernet (IEEE 802.3), Token Ring, RS-232, FDDI y otros.  

La tabla muestra las capas de protocolo TCP/IP y los equivalentes del modelo OSI. También se muestran ejemplos de los protocolos disponibles en cada nivel de la pila del protocolo TCP/IP. Cada sistema que participa en una transacción de comunicación ejecuta una única implementación de la pila del protocolo.

Capa de red física

La capa de red física especifica las características del hardware que se utilizará para la red. Por ejemplo, la capa de red física especifica las características físicas del medio de comunicaciones. La capa física de TCP/IP describe los estándares de hardware como IEEE 802.3, la especificación del medio de red Ethernet, y RS-232, la especificación para los conectores estándar.

Capa de vínculo de datos

La capa de vínculo de datos identifica el tipo de protocolo de red del paquete, en este caso TCP/IP. La capa de vínculo de datos proporciona también control de errores y estructuras. Algunos ejemplos de protocolos de capa de vínculo de datos son las estructuras Ethernet IEEE 802.2 y Protocolo punto a punto (PPP).

Capa de Internet

La capa de Internet, también conocida como capa de red o capa IP, acepta y transfiere paquetes para la red. Esta capa incluye el potente Protocolo de Internet (IP), el protocolo de resolución de direcciones (ARP) y el protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).

Protocolo IP

El protocolo IP y sus protocolos de enrutamiento asociados son posiblemente la parte más significativa del conjunto TCP/IP. El protocolo IP se encarga de:

Oracle Solaris admite los formatos de direcciones IPv4 e IPv6, que se describen en este manual. Para evitar confusiones con el uso del Protocolo de Internet, se utiliza una de las convenciones siguientes:

Protocolo ARP

El protocolo de resolución de direcciones (ARP) se encuentra conceptualmente entre el vínculo de datos y las capas de Internet. ARP ayuda al protocolo IP a dirigir los datagramas al sistema receptor adecuado asignando direcciones Ethernet (de 48 bits de longitud) a direcciones IP conocidas (de 32 bits de longitud).

Protocolo ICMP

El protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) detecta y registra las condiciones de error de la red. ICMP registra:

El Capítulo 8Administración de redes TCP/IP (tareas) contiene más información sobre los comandos de Oracle Solaris que utilizan ICMP para la detección de errores.

Capa de transporte

La capa de transporte TCP/IP garantiza que los paquetes lleguen en secuencia y sin errores, al intercambiar la confirmación de la recepción de los datos y retransmitir los paquetes perdidos. Este tipo de comunicación se conoce como transmisión de punto a punto. Los protocolos de capa de transporte de este nivel son el Protocolo de control de transmisión (TCP), el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) y el Protocolo de transmisión para el control de flujo (SCTP). Los protocolos TCP y SCTP proporcionan un servicio completo y fiable. UDP proporciona un servicio de datagrama poco fiable.

Protocolo TCP

TCP permite a las aplicaciones comunicarse entre sí como si estuvieran conectadas físicamente. TCP envía los datos en un formato que se transmite carácter por carácter, en lugar de transmitirse por paquetes discretos. Esta transmisión consiste en lo siguiente:

TCP conecta un encabezado a los datos transmitidos. Este encabezado contiene múltiples parámetros que ayudan a los procesos del sistema transmisor a conectarse a sus procesos correspondientes en el sistema receptor.

TCP confirma que un paquete ha alcanzado su destino estableciendo una conexión de punto a punto entre los hosts de envío y recepción. Por tanto, el protocolo TCP se considera un protocolo fiable orientado a la conexión.

Protocolo SCTP

SCTP es un protocolo de capa de transporte fiable orientado a la conexión que ofrece los mismos servicios a las aplicaciones que TCP. Además, SCTP admite conexiones entre sistema que tienen más de una dirección, o de host múltiple. La conexión SCTP entre el sistema transmisor y receptor se denomina asociación. Los datos de la asociación se organizan en bloques. Dado que el protocolo SCTP admite varios hosts, determinadas aplicaciones, en especial las que se utilizan en el sector de las telecomunicaciones, necesitan ejecutar SCTP en lugar de TCP.

Protocolo UDP

UDP proporciona un servicio de entrega de datagramas. UDP no verifica las conexiones entre los hosts transmisores y receptores. Dado que el protocolo UDP elimina los procesos de establecimiento y verificación de las conexiones, resulta ideal para las aplicaciones que envían pequeñas cantidades de datos.

Capa de aplicación

La capa de aplicación define las aplicaciones de red y los servicios de Internet estándar que puede utilizar un usuario. Estos servicios utilizan la capa de transporte para enviar y recibir datos. Existen varios protocolos de capa de aplicación. En la lista siguiente se incluyen ejemplos de protocolos de capa de aplicación:

Servicios TCP/IP estándar

Comandos UNIX "r"

Los comandos UNIX "r" permiten a los usuarios ejecutar comandos en sus equipos locales que se ejecutan en el host remoto. Estos comandos incluyen:

Encontrará instrucciones sobre estos comandos en las páginas del comando man rcp(1), rlogin(1) y rsh(1).

Servicios de nombres

Oracle Solaris proporciona los siguientes servicios de nombres:

Servicio de directorios

Oracle Solaris admite LDAP (Protocolo ligero de acceso a directorios) junto con el servidor de directorios Sun ONE (Sun Open Net Environment), así como otros servidores de directorios LDAP. La diferencia entre un servicio de nombres y un servicio de directorios radica en la extensión de las funciones. Un servicio de directorios proporciona las mismas funciones que un servicio de nombres, pero además cuenta con funciones adicionales. Consulte la System Administration Guide: Naming and Directory Services (DNS, NIS, and LDAP).

Servicios de archivos

El protocolo de capa de aplicación NFS proporciona servicios de archivos para Oracle Solaris. Encontrará información completa sobre el servicio NFS en la System Administration Guide: Network Services.

Administración de la red

El Protocolo simple de administración de red (SNMP) permite ver la distribución de la red y el estado de los equipos clave. SNMP también permite obtener estadísticas de red complejas del software basado en una interfaz gráfica de usuario (GUI). Muchas compañías ofrecen paquetes de administración de red que implementan SNMP.

Protocolos de enrutamiento

Los protocolos RIP y RDISC son dos protocolos de enrutamiento disponibles para las redes TCP/IP. Para ver una lista completa de los protocolos de enrutamiento disponibles para Oracle Solaris 10, consulte la Tabla 5–1 y la Tabla 5–2.

Cómo manejan las comunicaciones de datos los protocolos TCP/IP

Cuando un usuario ejecuta un comando que utiliza un protocolo de capa de aplicación TCP/IP, se inicia una serie de eventos. El mensaje o el comando del usuario se transfiere a través de la pila de protocolo TCP/IP del sistema local. A continuación, el mensaje o el comando pasa por el medio de red hasta los protocolos del sistema remoto. Los protocolos de cada capa del host de envío agregan información a los datos originales.

Además, dichos protocolos interactúan con sus equivalentes en el host de recepción. La Figura 1–1 muestra la interacción.

Encapsulado de datos y la pila de protocolo TCP/IP

El paquete es la unidad de información básica que se transfiere a través de una red. El paquete básico se compone de un encabezado con las direcciones de los sistemas de envío y recepción, y un cuerpo, o carga útil, con los datos que se van a transferir. Cuando el paquete se transfiere a través de la pila de protocolo TCP/IP, los protocolos de cada capa agregan o eliminan campos del encabezado básico. Cuando un protocolo del sistema de envío agrega datos al encabezado del paquete, el proceso se denomina encapsulado de datos. Asimismo, cada capa tiene un término diferente para el paquete modificado, como se muestra en la figura siguiente.

Figura 1–1 Transferencia de un paquete a través de la pila TCP/IP

El diagrama muestra cómo se transfiere un paquete a través de la pila TCP/IP desde el host de envío hasta el de recepción.

Esta sección resume el ciclo de vida de un paquete. El ciclo de vida empieza cuando se ejecuta un comando o se envía un mensaje, y finaliza cuando la aplicación adecuada del sistema receptor recibe el paquete.

Capa de aplicación: el origen de la comunicación

El recorrido del paquete empieza cuando un usuario en un sistema envía un mensaje o ejecuta un comando que debe acceder a un sistema remoto. El protocolo de aplicación da formato al paquete para que el protocolo de capa de transporte adecuado (TCP o UDP) pueda manejar el paquete.

Supongamos que el usuario ejecuta un comando rlogin para iniciar sesión en el sistema remoto, tal como se muestra en la Figura 1–1. El comando rlogin utiliza el protocolo de capa de transporte TCP. TCP espera recibir los datos con el formato de un flujo de bytes que contiene la información del comando. Por tanto, rlogin envía estos datos como flujo TCP.

Capa de transporte: el inicio del encapsulado de datos

Cuando los datos llegan a la capa de transporte, los protocolos de la capa inician el proceso de encapsulado de datos. La capa de transporte encapsula los datos de aplicación en unidades de datos de protocolo de transporte.

El protocolo de capa de transporte crea un flujo virtual de datos entre la aplicación de envío y la de recepción, que se identifica con un número de puerto de transporte. El número de puerto identifica un puerto, una ubicación dedicada de la memoria par recibir o enviar datos. Además, la capa de protocolo de transporte puede proporcionar otros servicios, como la entrega de datos ordenada y fiable. El resultado final depende de si la información se maneja con los protocolos TCP, SCTP o UDP.

Segmentación TCP

TCP se denomina a menudo protocolo "orientado a la conexión" porque TCP garantiza la entrega correcta de los datos al host de recepción. La Figura 1–1 muestra cómo el protocolo TCP recibe el flujo del comando rlogin. A continuación, TCP divide los datos que se reciben de la capa de aplicación en segmentos y adjunta un encabezado a cada segmento.

Los encabezados de segmento contienen puertos de envío y recepción, información de orden de los segmentos y un campo de datos conocido como suma de comprobación. Los protocolos TCP de ambos hosts utilizan los datos de suma de comprobación para determinar si los datos se transfieren sin errores.

Establecimiento de una conexión TCP

TCP utiliza segmentos para determinar si el sistema de recepción está listo para recibir los datos. Cuando el protocolo TCP de envío desea establecer conexiones, envía un segmento denominado SYN al protocolo TCP del host de recepción. El protocolo TCP de recepción devuelve un segmento denominado ACK para confirmar que el segmento se ha recibido correctamente. El protocolo TCP de envío emite otro segmento ACK y luego procede al envío de los datos. Este intercambio de información de control se denomina protocolo de tres vías.

Paquetes UDP

UDP es un protocolo "sin conexiones". A diferencia de TCP, UDP no comprueba los datos que llegan al host de recepción. En lugar de ello, UDP da formato al mensaje que se recibe desde la capa de la aplicación en los paquetes UDP. UDP adjunta un encabezado a cada paquete. El encabezado contiene los puertos de envío y recepción, un campo con la longitud del paquete y una suma de comprobación.

El proceso UDP de envío intenta enviar el paquete a su proceso UDP equivalente en el host de recepción. La capa de aplicación determina si el proceso UDP de recepción confirma la recepción del paquete. UDP no requiere ninguna notificación de la recepción. UDP no utiliza el protocolo de tres vías.

Capa de Internet: preparación de los paquetes para la entrega

Los protocolos de transporte TCP, UDP y SCTP transfieren sus segmentos y paquetes a la capa de Internet, en la que el protocolo IP los maneja. El protocolo IP los prepara para la entrega asignándolos a unidades denominadas datagramas IP. A continuación, el protocolo IP determina las direcciones IP para los datagramas, para que se puedan enviar de forma efectiva al host de recepción.

Datagramas IP

IP adjunta un encabezado IP al segmento o el encabezado del paquete, además de la información que agregan los protocolos TCP o UDP. La información del encabezado IP incluye las direcciones IP de los hosts de envío y recepción, la longitud del datagrama y el orden de secuencia del datagrama. Esta información se facilita si el datagrama supera el tamaño de bytes permitido para los paquetes de red y debe fragmentarse.

Capa de vínculo de datos: ubicación de la estructuración

Los protocolos de capa de vínculo de datos, como PPP, colocan el datagrama IP en una estructura. Estos protocolos adjuntan un tercer encabezado y un pie de página para crear una estructura del datagrama. El encabezado de la estructura incluye un campo de comprobación de la redundancia cíclica (CRC) que comprueba si se producen errores al transferir la estructura por el medio de red. A continuación, la capa del vínculo de datos transfiere la estructura a la capa física.

Capa de red física: ubicación de envío y recepción de estructuras

La capa de red física del host de envío recibe las estructuras y convierte las direcciones IP en las direcciones de hardware adecuadas para el medio de red. A continuación, la capa de red física envía la estructura a través del medio de red.

Administración del paquete por parte del host de recepción

Cuando el paquete llega al host de recepción, se transfiere a través de la pila de protocolo TCP/IP en el orden inverso al envío. La Figura 1–1 ilustra esta ruta. Asimismo, cada protocolo del host de recepción filtra la información de encabezado que adjunta al paquete su equivalente en el host de envío. Tiene lugar el siguiente proceso:

  1. La capa de red física recibe el paquete con el formato de estructura. La capa de red física procesa la CRC del paquete y luego envía la misma estructura a la capa del vínculo de datos.

  2. La capa del vínculo de datos comprueba que la CRC de la estructura sea correcta y filtra el encabezado de la estructura y la CRC. Finalmente, el protocolo del vínculo de datos envía la estructura a la capa de Internet.

  3. La capa de Internet lee la información del encabezado para identificar la transmisión. A continuación, la capa de Internet determina si el paquete es un fragmento. Si la transmisión está fragmentada, el protocolo IP reúne los fragmentos en el datagrama original. A continuación, IP filtra el encabezado de IP y transfiere el datagrama a los protocolos de capa de transporte.

  4. La capa de transporte (TCP, SCTP y UDP) lee el encabezado para determinar qué protocolo de capa de aplicación debe recibir los datos. A continuación, TCP, SCTP o UDP filtra el encabezado relacionado. TCP, SCTP o UDP envía el mensaje o el flujo a la aplicación de recepción.

  5. La capa de aplicación recibe el mensaje. A continuación, la capa de aplicación lleva a cabo la operación que solicita el host de envío.

Admisión de seguimiento interno de TCP/IP

TCP/IP proporciona admisión de seguimiento interno registrando la comunicación TCP cuando un paquete RST finaliza una conexión. Cuando se transmite o recibe un paquete RST, con la información de conexión se registra la información de hasta 10 paquetes que se acaban de transmitir.

Información adicional sobre TCP/IP e Internet

Hay una gran cantidad de información disponible sobre TCP/IP e Internet. Si necesita información específica que no se incluye en este texto, probablemente la encuentre en las fuentes que se citan a continuación.

Manuales sobre TCP/IP

Encontrará múltiples manuales sobre TCP/IP e Internet en bibliotecas o librerías especializadas. Los dos libros siguientes se consideran clásicos sobre TCP/IP:

Páginas web sobre TCP/IP y redes

En Internet existe una gran cantidad de páginas web y grupos de usuarios dedicados a los protocolos TCP/IP y su administración. Muchos fabricantes, entre ellos Oracle Corporation, ofrecen recursos en línea de información general sobre TCP/IP. A continuación se incluyen algunos recursos web útiles con información sobre TCP/IP y la administración general del sistema. La tabla muestra sitios web relevantes y descripciones de la información sobre redes que contienen.

Sitio web 

Descripción 

The Internet Engineering Task Force (IETF) web site

IETF es el organismo responsable de la arquitectura y el gobierno de Internet. La página web de IETF contiene información sobre las distintas actividades que lleva a cabo este organismo. Asimismo, incluye vínculos a las principales publicaciones del IETF.  

Portal BigAdmin de Oracle Corporation

BigAdmin ofrece información sobre la administración de equipos Sun. En esta página, encontrará preguntas frecuentes, recursos, foros, vínculos a documentación y otros materiales relativos a la administración de Oracle Solaris 10, incluidas las redes. 

Peticiones de comentarios y borradores de Internet

Los grupos de trabajo de Internet Engineering Task Force (IETF) publican documentos sobre estándares conocidos como Requests for Comments (RFC o peticiones de comentarios). Los estándares que se están desarrollando se publican como borradores de Internet en Internet Drafts. El Comité de Arquitectura de Internet (Internet Architecture Board o IAB) debe aprobar todas las RFC antes de colocarlas en un dominio público. Normalmente, las RFC y los borradores de Internet se dirigen a los desarrolladores y otros usuarios con gran experiencia técnica. Sin embargo, hay una serie de RFC que abordan temas de TCP/IP e incluyen información valiosa para los administradores de sistemas. Estas RFC se citan en varios lugares de este manual.

Generalmente, las RFC incluyen un subconjunto de documentos For Your Information (FYI o para su información). Los FYI contienen información que no es relativa a los estándares de Internet. Contienen información de Internet más general. Por ejemplo, los documentos FYI incluyen una bibliografía con manuales y documentos de introducción a TCP/IP. Los documentos FYI constituyen un compendio exhaustivo de las herramientas de software relacionadas con Internet. Finalmente, incluyen un glosario de los términos de redes generales y de Internet.

Encontrará referencias a RFC relevantes en esta guía y en otros manuales para los administradores de Oracle Solaris.