1.1 Comunicación de la información

Tal como hemos visto, los sistemas de comunicación de la información no es algo nuevo, ¿pero qué necesidades tiene un sistema de comunicación?

• Emisor: Es el origen y la fuente de la información que se pretende comunicar.

• Receptor: Es el destinatario, el que va a recibir la información.

• Mensaje: Es la información que queremos transmitir entre el emisor y el recepetor.

• Código: Es el conjunto de reglas utilizadas a la hora de representar el mensaje. El emisor y receptor deben utilizar el mismo código para que la comnunicación sea correcta.

• Canal: Es el medio físico por el que se va a enviar el mensaje.

• Señal: Es el componente físico por el que se envía la información.

Para entender de mejor manera un sistema de comunicación y los componentes que lo forman, vamos a poner dos ejemplos:

2.1 Sistema decimal

El ser humano, desde hace tiempo ha utilizado como sistema para contar el sistema decimal, representado mediante el sistema arábigo. Posiblemente se adoptó este sistema por contar con 10 dedos en las manos.

El sistema numérico decimal está basado en diez símbolos ordenados (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), situados de manera ponderada (cada posición tiene un peso específico), que permiten representar las cantidades deseadas. Debido a que hacemos uso de diez símbolos se dice que utiliza la base 10.

Cuando se combina con otros sistemas de numeración, debemos indicar la base en la forma 19₍₁₀ , es decir, poniendo un pequeño “(10” a la derecha del número representado la base 10.

La representación de cualquier combinación del sistema decimal se puede representar en forma de potencia, donde la base es 10 y el exponente es la posición en la que se sitúa el símbolo.

Vamos a tomar como ejemplo el siguiente número: 146. La representación en forma de potencias:

Como se puede comprobar, lo que hemos hecho ha sido coger cada símbolo representado y lo hemos multiplicado por la base (en este caso base 10) y a la base le hemos puesto el exponente de la posición en la que se encuentra. El símbolo de más a la derecha tiene como exponente el cero, y hacia la izquierda el exponente se incrementa en uno para cada posición.

2.2 Sistema binario

En informática el sistema binario es el más importante ya que es el sistema que internamente utilizan los circuitos digitales. En este sistema sólo se hace uso de dos símbolos, el “0” y el “1”, y por tanto su base es 2. Los dos dígitos se denominan bits (contracción de binary digit).

Para representar que estamos haciendo uso del sistema binario debemos indicar la base al lado del número, por ejemplo: 101001₍₂. Como se puede ver es añadir “(2” en pequeño al final del último símbolo.

2.3 Sistema hexadecimal

Esta vez necesitamos dieciséis símbolos ordenados, así que es un sistema de base 16. Para la representación se hace uso de los símbolos numéricos que conocemos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y para representar los siguientes, las letras “A”, “B”, “C”, “D”, “E” y “F”, de esta manera formamos los 16 símbolos que necesitamos.

Teniendo en cuenta esto, podemos hacer la representación directa de que A₍₁₆ = 10₍₁₀ y que E₍₁₆ = 14₍₁₀

En informática es muy habitual hacer uso del sistema hexadecimal a la hora de trabajar con bytes (que es una “palabra” de 8 bits). Un símbolo hexadecimal se representa como 4 bits, por lo que necesitaríamos 2 símbolos hexadecimales para un byte.

También se usa durante la edición de código en formato de datos, o durante la programación en ensamblador.

Al igual que con los sistemas anteriores, debemos añadir la base cuando estemos utilizando el sistema hexadecimal: F17A₍₁₆ , FBE1D₍₁₆ , 1FAB27₍₁₆

2.4 Sistema octal

En ordenadores antiguos era habitual hacer uso del sistema octal. Hoy día se usa más como sistema intermedio entre binario y hexadecimal.

Esta vez nos basamos en ocho símbolos ordenados (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), que, al combinarlos, permiten representar las cantidades deseadas. Debido a que hacemos uso de ocho símbolos se dice que utiliza la base 8.

Para representar la base, debemos añadir “(8” a la derecha del número que hayamos indicado, como por ejemplo: 770₍₈ , 175₍₈

2.5 Conversiones entre los distintos sistemas de numeración

Hasta ahora no nos habíamos encontrado con distintos sistemas de numeración, pero ahora que conocemos cuatro de ellos, tenemos que saber que existe la posibilidad de realizar conversiones entre ellos.

Una vez entendidos los distintos sistemas de numeración nos tiene que quedar claro que aunque la representación de los símbolos sea la misma, el número o cantidad representada no es la misma. Por ejemplo:

A continuación se va a explicar cómo realizar conversiones entre los distintos sistemas de numeración que hemos visto, y a modo de resumen está la tabla de conversiones directa.

2.6 Comprobar conversiones

Podemos hacer uso de la calculadora del sistema Windows para comprobar si estamos realizando de manera correcta las conversiones. El problema es que por defecto sólo hace uso del sistema decimal. Para poder utilizar los sistemas de numeración que hemos aprendido, es necesario utilizar la versión “Programador”.

Una vez está en modo “Programador”, nos debemos fijar qué sistema de numeración está elegido. Al escribir cualquier número, en el resto de opciones veremos las conversiones automáticamente.

3.1 Breve historia de las redes

A continuación una breve cronología mostrando los hitos más importantes dentro de las redes de comunicaciones, en lo que a ordenadores se refiere (Referencia).

~1950

En la década de los 50 se desarrollan los circuitos integrados. Esto hará que en el futuro los ordenadores cada vez se vayan haciendo más pequeños.

Las redes de ordenadores comienzan a aparecer en las bases militares americanas, en principio para sistemas de radares.

~1960

Se realiza una conexión entre dos mainframes en EEUU para el sistema de reservas aéreas comerciales.

El MIT utiliza un ordenador para enrutar y mantener conexiones telefónicas.

En 1966, aparece un paper (artículo científico) describiendo las WAN.

En 1969 ARPANET (red de ordenadores creadas por el Departamento de Defensa de Estados Unidos) cuenta con 4 nodos (a 50kbit/s de velocidad).

~1970

En 1972 se hace la primera demostración pública de ARPANET.

A comienzos de la década (1973) se crea Ethernet en la compañía Xerox Parc.

A finales de la década Xerox intenta hacer que Ethernet se convierta en un estándar de conexión para terminar con las competencias (token ring, …).

~1980

Los ordenadores personales empiezan a generalizarse.

Aparece el protocolo para enviar y recibir e-mails (SMTP).

El protocolo TCP/IP se convierte en el utilizado por ARPANET (1983) y es declarado como su estándar para las comunicaciones.

Aparece el servicio DNS.

Se crea el modelo de referencia OSI.

Aparece el primer gusano por la red (Morris worm, 1988). Se estima que infectó al 10% de los ordenadores conectados a la red.

Se crea el protocolo BGP.

El protocolo Ethernet evoluciona y permite conexiones a 10Mbit/s.

~1990

Tim Berners-Lee desarrolla el código para WWW y crea el primer servidor web (1991).

Se puede decir que aquí es cuando nace la Internet que conocemos actualmente.

En 1995 Ethernet permite conexiones a 100Mbit/s

Se establece un control para los nombres de dominio (posteriormente lo asumirá ICANN).

Aparece Amazon, ebay, Craiglist, IMDB, hotmail, google, yahoo, ...

Aparece el protocolo IPv6 (1998).

Aparece el protocolo wifi 802.11b.

~2000

Crisis de las “.com”.

Internet se generaliza.

Empiezan a permitirse más TLDs, que no corresponden sólo a países.

Ethernet permite conexiones a 1Gbit/s

~2010

Ethernet permite conexiones a 400Gbit/s (2018).

Starlink comienza a desplegar su constelación de satélites para dar cobertura en todo el planeta.

3.2 Tipos de redes

A la hora de diferenciar las redes de ordenadores podemos diferenciarlas por distintos conceptos:

• Por el medio de transmisión utilizado.

• Por la dirección de los datos.

• Por el alcance.

• Por el grado de acceso.

• Por la topología.

• ...

4.1 Formato de una dirección IPv4

Como ya se ha comentado, una IP es un conjunto de bits, concretamente 32, que normalmente son representados en 4 grupos de 8 bits pasados a decimal, que es lo que normalmente estamos acostumbrados a ver:

• Dirección IP en formato de 32 bits:

  11000000101010000000000101100100

• IP en formato de bits, separados en grupos de 8 bits:

  11000000 10101000 00000001 01100100

• Dirección IP en formato decimal:

  192 . 168 . 1 . 100

Al tener 32 bits, se realizan 4 grupos de 8 bits, por lo que obtendremos 2⁸ posibles combinaciones en cada grupo. Por lo que nos lleva a poder representar cualquier número desde 0 (00000000) hasta 255 (11111111) en cada bloque.

4.2 Máscara de red

Una dirección IP no sólo contiene la dirección única de un dispositivo, sino que también contiene la red a la que pertenece dicho dispositivo. Esto nos lleva a ver que una IP pertenece a una jerarquía, ya que pertenece a una red “superior”. A simple vista no podemos saber a qué red pertenece una IP, pero el formato es el siguiente:

Dependiendo del número de bits que sea “n”, el número “m” variará a la par hasta que ambos sumen los 32 bits que debe de tener una dirección IP. Aquí es donde entra en juego la máscara de red.

La máscara de red es un número binario de 32 bits que nos permitirá conocer qué número es “n” y “m” en una dirección IP, para así obtener el prefijo de la red y conocer cuántos dispositivos puede llegar a existir en la red.

Al igual que la IP, una máscara de red son 32 bits que contendrán a la izquierda “n” unos y a la derecha “m” ceros.

Por ejemplo:

• IP decimal: 192.168.1.100

• IP binario: 11000000101010000000000101100100

• Máscara de red: 11111111111111110000000000000000

Si contamos el número de unos que tenemos en el lado izquierdo de la máscara de red veremos que tenemos 16, por lo que los primeros 16 bits de la IP serán los que nos digan a qué red pertenece esa IP. En este caso, y para favorecer el visionado, realizamos una separación de los bits:

• IP binario: 11000000 10101000 00000001 01100100

• Máscara de red: 11111111 11111111 00000000 00000000

Con esto obtenemos:

• Prefijo de la red: 192.168

• Identificador del dispositivo: 1.100

Si observamos, la máscara de red, al ser 32 bits, también se puede escribir en formato decimal, aplicando al igual que antes, la creación de 4 grupos de 8 bits. En el ejemplo anterior la máscara sería: 255.255.0.0 .

Existe un tercer método para escribir la máscara de red: “/n”, donde “n” es un número indicando el número de unos (y por tanto, los bits que identifican el prefijo de la red) que tiene la máscara de red. En nuestro caso, la máscara también se puede escribir como /16, ya que es el número de unos que tiene nuestra máscara.

4.3 Nombre de la red, broadcast y dispositivos

De una máscara y una IP podemos obtener más información. Para conocer el número de posibles IPs que puede llegar a haber en esa red tendremos que realizar el cálculo de 2^m, donde “m” es el número de ceros que tiene la máscara.

En nuestro ejemplo es 2¹⁶ = 65536 posibles IPs. De estas IPs existen dos IPs especiales:

• Nombre de la red: El nombre de la red sirve para identificar y diferenciar las distintas redes que pueden llegar a existir.

  Es muy importante nombrarlas de manera correcta ya que nos dará la información necesaria para conocer el prefijo de la red y el número posible de dispositivos que puede haber.

  Para crear el nombre de la red lo haremos usando el prefijo de la red y el resto de bits ponerlos a 0. En nuestro ejemplo:

  11000000 10101000 00000000 00000000 = 192.168.0.0

  Al nombre de la red siempre se le debe añadir la máscara, por lo que quedaría: 192.168.0.0 /16

  Si no se pone la máscara de red, podría ser una IP suelta de cualquier red.

• Broadcast: Sirve para poder mandar un mensaje a todos los dispositivos de la red. Para formar esta dirección usamos el prefijo de la red y el resto de bits ponerlos a 1, por lo que en nuestro ejemplo quedaría:

  11000000 10101000 11111111 11111111 = 192.168.255.255

Teniendo esto en cuenta, al total de posibles IPs de una red tendremos que restarle 2 para darnos el número total de dispositivos que podremos tener en una red:

En nuestro ejemplo vemos que “m” es 16 (porque en la máscara tenemos 16 ceros), y sabemos que tenemos 2 IPs especiales (el nombre de la red y el broadcast) que tendremos que restar para tener el número total de dispositivos (tablets, ordenadores, móviles conectados) que podrá llegar a tener esa red: 2¹⁶ − 2 = 65534 posibles dispositivos. El rango de estos dispositivos será desde la IP 192.168.1.1 hasta 192.168.255.254.

4.4 Bloques de IPs reservadas

Dentro de todas las posibles IPs y redes que podemos llegar a crear, existen unos bloque que están reservados por unas razones u otras:

• Redes públicas: son todas las IPs que no entran en los siguientes bloques, y por tanto, son las utilizadas públicamente en Internet.

• Redes privadas: Son redes que sólo pueden existir en el ámbito privado y no se podrá configurar de cara internet.

• Reservado: Existen varios bloques que están reservados por diversas razones, de los cuales veremos los ejemplos más característicos.

Es importante conocer los bloques reservados para no cometer errores a la hora de crear redes. El listado completo se puede encontrar en la Wikipedia.

4.5 Clases de IP

Durante el inicio de la expansión de internet y la creación de redes se crearon clases que nos indican el número de subredes que deberían existir, la máscara y más información que se puede encontrar en la Wikipedia. Hoy en día se considera obsoleta.

• Clase A: se asigna el primer octeto para identificar la red, reservando los tres últimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts es 2²⁴ − 2 . El bit más significativo (el de más a la izquierda) empieza por 0. Sería desde 0.0.0.0 hasta 127.255.255.255.

• Clase B: se asignan los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos octetos finales (16 bits) para que sean asignados a los hosts. Los primeros bits más significativos son 10. Sería desde 128.0.0.0 hasta 191.255.255.255.

• Clase C: se asignan los tres primeros octetos para identificar la red, reservando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts por cada red es 2⁸ − 2 . Los primeros bits más significativos son 110. Sería desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.255.

• Clase D: serían las IPs que empiezan por 1110. Desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255.

• Clase E: serían las IPs que empiezan por 1111. Desde 240.0.0.0 hasta 255.255.255.255.

4.6 Configurar IPv4

Una vez sabemos cómo funciona IPv4, es el momento de aplicarlo en el sistema operativo en el que nos encontremos.

5.1 Origen

Al comienzo de las redes de ordenadores cada empresa creaba su propio sistema de comunicación creando su propio hardware y software, lo que hacía imposible la interconexión entre equipamiento de distintas empresas.

Estos sistemas de comunicación constan de unas reglas que los nodos deben conocer para poder comunicarse entre sí, y a ese conjunto de reglas se les denomina protocolo de comunicación.

Para que eso hoy en día no suceda ya que las redes están definidas en varios estándares, como veremos más adelante.

5.2 Ventajas de la división en capas

La división en capas nos permite:

• Dividir el proceso de comunicación en procesos más pequeños.

• Aislar las funciones de cada capa. De esta manera, en caso de realizar modificaciones en la misma, no afecta al resto de capas.

• Ocultar la implementación al resto de capas. Siguiendo con el punto anterior, una capa utilizará los servicios de su capa inferior sin saber cómo realiza sus funciones.

• Cada capa puede constar de distintos estándares, facilitando la interconexión de distintas tecnologías

Una arquitectura de red en capas se implementa por medio de distintos protocolos, formando una familia de protocolos para facilitar la comunicación de distintos sistemas y equipos en la red.

Desde el comienzo de las redes de ordenadores han existido distintas familias de protocolos, y se puede considerar que hubo una guerra de protocolos durante las décadas de 1970 a 1990. Empresas, organizaciones y países se posicionaban sobre cuál sería el mejor protocolo de comunicaciones y el que saldría ganador para el uso a nivel internacional.

Por destacar algunos protocolos que ya no se usan:

• SNA creado en 1974 por IBM.

• NetBEUI de Microsoft. Que evolucionó a NetBIOS sobre TCP/IP que hoy día se usa en Windows Server.

• IPX/SPX de Novell.

5.3 Modelo de referencia OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos, conocido como “modelo OSI” (Open Systems Interconnection en inglés) es un modelo de referencia (teórico) que busca estandarizar las funciones de comunicación para un sistema informático siendo agnóstico a la tecnología utilizada para realizar la implementación y a los protocolos utilizados en cada capa.

El diseño comenzó en 1977 tratando de terminar con la guerra de protocolos comentada previamente, y la Organización Internacional de Estandarización (International Organization for Standardization, o ISO en inglés) terminó por definir el estándar ISO-7498 en 1984.

5.4 Pila de protocolos TCP/IP

Durante el surgimiento de las redes de comunicaciones entre ordenadores cada fabricante creaba su propio estándar, lo que hacía que la comunicación entre ellos no fuese posible. En 1974 Vint Cerf and Bob Kahn describen un protocolo para compartir recursos usando envío de paquetes a través de una red de comunicación. Es el comienzo del protocolo TCP.

En 1984 fue el protocolo elegido por parte del Departamento de Defensa de Estados Unidos, y poco tiempo después se convirtió en el estándar de facto de la comunicación de red que posteriormente dio lugar a Internet.

Tal como se puede ver, la pila de protocolos TCP/IP es funcional, al contrario que ocurre con el modelo OSI que sólo es teórico.

La pila TCP/IP cuenta con cuatro capas:

6.1 Router profesional

En Packet Tracer podemos encontrar distintos modelos de routers, pero los que más vamos a utilizar son unos que no existen en la vida real, los denominados “PT-Empty”. Al igual que con los switches, estos routers no cuentan con ninguna interfaz asociada en el momento en el que lo situamos en nuestra simulación, y nos permite añadir hasta diez interfaces que queramos.

Los routers son los dispositivos en capa 3 que se encargan de enrutar tráfico entre distintas redes. Hay que tener claro que puede encaminar tráfico a redes a las que pertenece, o a redes a las que sabría llegar (a través de rutas).

A continuación se van diferenciar distintos apartados básicos en la configuración de los routers.

Router# show running-config

Router# copy running-config startup-config

Router# configure terminal

Router(config)# interface GigabitEthernet0/0

Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Router# configure terminal

Router(config)# interface GigabitEthernet0/0

Router(config-if)# no shutdown

Router(config)# ip dhcp excluded-address 192.168.1.1
Router(config)# ip dhcp pool lan
Router(dhcp-config)# network 192.168.1.0 255.255.255.0
Router(dhcp-config)# default-router 192.168.1.1
Router(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8

Router(config)# ip dhcp excluded-address 172.16.0.1
Router(config)# ip dhcp pool alumnos
Router(dhcp-config)# network 172.16.0.0 255.255.252.0
Router(dhcp-config)# default-router 172.16.0.1
Router(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8

6.2 Encaminamiento de tráfico a otras redes

Tal como hemos dicho, un router se encarga de encaminar el tráfico entre redes, ya sean redes a las que esté directamente conectado o no. En caso de que sea un paquete a una red ajena, existen distintas maneras de tratarlo:

• Reenviar el tráfico a la puerta de enlace predeterminada.
• Consultar la tabla de enrutamiento (o tabla de rutas).

La tabla de enrutamiento se almacena en los routers y nos indicará cómo llegar a nodos u otras redes a las que no tenemos acceso de manera directa. La tabla de enrutamiento se puede genera haciendo uso de:

• Rutas estáticas: deben ser introducidas a mano.
• Rutas dinámicas: mediante un protocolo de enrutamiento dinámico.

Router(config)# ip route 172.20.10.0  255.255.252.0  10.0.0.2

Router(config)# ip route 172.20.10.25  255.255.255.255  10.0.0.3

Router(config)# ip route 172.20.10.0  255.255.252.0  10.0.0.2

Router(config)# ip route 172.20.10.0  255.255.252.0  192.168.1.1  10

Router(config)# router bgp 100

Router(config-router)# network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0

Router(config-router)# neighbor 10.10.2.1 remote-as 200

Router#show ip bgp
BGP table version is 6, local router ID is 192.168.1.1
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best,
              i - internal, r RIB-failure, S Stale

Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

Network               Next Hop           Metric LocPrf  Weight  Path
*> 192.168.1.0/24      0.0.0.0                0     0    32768       i
*> 192.168.2.0/24    10.10.2.1                0     0        0   200 i

Router# show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
    D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
    N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
    E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
    i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
    * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
    P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

        8.0.0.0/25 is subnetted, 1 subnets
C       8.8.8.0 is directly connected, GigabitEthernet1/0

        10.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnets
C       10.10.0.0 is directly connected, GigabitEthernet2/0

        83.0.0.0/27 is subnetted, 1 subnets
C       83.85.67.0 is directly connected, GigabitEthernet0/0

        95.0.0.0/26 is subnetted, 1 subnets
B       95.94.32.0 [20/0] via 10.10.0.2, 00:00:00

        212.140.23.0/28 is subnetted, 1 subnets
S       212.140.23.16 [1/0] via 83.85.67.4

7.1 VLAN

Una VLAN, acrónimo de virtual LAN (red de área local virtual), es un método para crear redes lógicas independientes dentro de una misma red física. Varias VLAN pueden coexistir en un único switch físico o en una única red física, y el tráfico estará separado entre distintas VLANs a nivel lógico.

Un equipo de una VLAN no se podrá comunicar con otro equipo de otra VLAN distinta salvo que haya un router que esté conectado en ambas VLANs y que encamine el tráfico de una a la otra. Lo mismo que si fuesen dos redes físicas, como hemos visto hasta ahora.

Las VLANs se diferencian a través de una cabecera extra la cual se añade dentro del encabezado original de la trama (capa 2). Esa cabecera consta de dos partes de 16 bits, siendo los últimos 12 los que correspondan al valor que identificará a la VLAN, y estará comprendido entre 1 y 4095, ya que el 0 está reservado. Esa cabecera indicará que el tráfico está etiquetado o “tagged”.

A continuación se puede ver cómo se muestra tráfico etiquetado mediante las cabeceras del protocolo 802.1Q:

• TPID: 16 bits en el que el valor “0x8100” indica que es una trama etiquetada del protocolo 802.1Q.

• TCI: 16 bits (formando 4 caracteres en hexadecimal):

  • PCP: 3 bits que permiten priorizar el tráfico.

  • DEI: 1 bit, en conjunto con PCP, que permite saber si esta trama se puede descartar en caso de congestión.

  • VID: VLAN IDentificator, 12 bits (2¹² = 4096). En este caso los últimos 3 caracteres hexadecimales “00A” que indica que es la VLAN 10.

Hay que tener en cuenta que aunque existe el límite de 4096 VLANs, algunos switches tienen una limitación de un número menor de VLANs activas. Es decir, puedes crear VLANs con el dígito que quieras (hasta 4095), pero quizá sólo te dejan crear 16 VLANs. Ejemplo de la limitación del número de VLANs que puede haber activas en switches “Cisco de la serie 200 Cisco Small Business”:

Como se puede apreciar, en este modelo de Switch, el límite es de 256 VLAN activas (aunque se puede elegir el ID de la VLAN de las 4096 posibles), y de “sólo” 16 VLANs en el modelo de 8 bocas ethernet de esa serie.

7.2 VLANs en Switches

En los switches se pueden realizar distintas configuraciones teniendo en cuenta las VLANs que vayamos a utilizar y la arquitectura de red que tengamos:

• VLAN por defecto en el switch: Es la VLAN en la que trabajará el switch. Por defecto suele ser la VLAN 1. El tráfico por defecto va en esa VLAN y para ir por cualquier otra VLAN el tráfico deberá estar “tagged” (etiquetado).

• Puerto en modo “trunk”: Normalmente utilizado para comunicación entre distintos switches y/o routers. A este enlace “trunk” (o troncal, o tronco) se le asigna una VLAN por defecto y las VLANs “tagged” permitidas que pasarán por él. Los switches sabrán a qué VLAN pertenece cada trama observando la etiqueta VLAN de la capa 2.

  El tráfico que entra en esta boca, si no está etiquetado estará en la VLAN por defecto. Si está etiquetado en una VLAN permitida se permitirá el tráfico.

  El tráfico que sale de esta boca saldrá de la misma manera con la que llegó a él (sin etiquetar o etiquetado con la VLAN que sea). El equipo que reciba esta trama tendrá que lidiar con el tráfico recibido (ya sea etiquetado o no).

• Puerto en modo “access”: La boca del switch se define en modo “access” (o “acceso”) y se le asigna una única VLAN a la misma.

  Este tipo de configuraciones suele ser utilizada para conectar equipos en los que no podemos etiquetar VLANs en origen (impresoras por ejemplo), o nos resulte tedioso la configuración de la misma, pero queremos asegurar que su tráfico viaje por una VLAN.

  El tráfico que entra en esta boca, a partir de ese momento se le añadirá la cabecera de la VLAN a la trama convirtiéndose en tráfico “tagged”.

  Si el tráfico sale de una boca en modo “access” se quitará la cabecera VLAN, por lo que al equipo remoto le llegará el tráfico sin estar “tagged”.

Teniendo en cuenta lo explicado previamente, se puede observar en el siguiente dibujo en el que aparecen varios switches, configurados con distintas bocas en modo access y otras en modo trunk. Como se puede ver, las bocas que comunican los distintos dispositivos (switches con switches y switch con router) están configuradas en modo TRUNK, y en ellas se permiten varias VLANs.

Las interfaces que sólo tienen un color, están configuradas en modo access con una VLAN. Los interfaces en blanco no están configurados (ya que usan la VLAN por defecto, en este caso la VLAN 1). Para que el router pueda enrutar las distintas redes, le tendrán que llegar a través de un enlace configurado en modo trunk.

Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Profesores

switch(config)# interface vlan10
switch(config-if)# ip address 10.10.0.254 255.255.255.0
switch(config-if)# no shutdown

Switch# show vlan

VLAN    Name            Status    Ports
---- ------------------ --------- --------
1    default            active    Gig1/1
10   profesores         active    Gig0/1
20   alumnos            active
...

Switch(config)# interface GigabitEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10

Switch (config)# interface GigabitEthernet 1/1
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan  ???

Switch(config-if)# switchport trunk native vlan 10

Router(config)# interface GigabitEthernet0/0.20
Router(config-if)# encapsulation dot1Q 20
Router(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

7.3 Protocolo VTP

VTP, o VLAN Trunk Protocol, es un protocolo que nos permite configurar y administrar VLANs en equipos Cisco de manera centralizada. De esta manera conseguimos simplificar la tarea cuando tenemos una red en la que disponemos de muchas VLANs

El protocolo funciona en modo servidor-cliente, por lo tanto debemos configurar un switch en modo servidor, que será en el que realizaremos la administración de las VLANs, que posteriormente serán propagadas por los switches que son clientes VTP y que pertenecen al mismo dominio.

Switch(config)# vtp mode server
Switch(config)# vtp domain instituto
Switch(config)# vtp password 1234

Switch(config)# vtp mode client
Switch(config)# vtp domain instituto
Switch(config)# vtp password 1234

Switch# show vtp status

VTP Version                     : 2
Configuration Revision          : 2
Maximum VLANs supported locally : 255
Number of existing VLANs        : 7
VTP Operating Mode              : Server
VTP Domain Name                 : instituto
VTP Pruning Mode                : Disabled
VTP V2 Mode                     : Disabled
VTP Traps Generation            : Disabled
MD5 digest                      : 0x68 0x70 0x3B 0xF0 0x14 0xC8 0xF7 0xE9
Configuration last modified by 0.0.0.0 at 3-1-93 00:11:38
Local updater ID is 0.0.0.0 (no valid interface found)

8.1 Agregación de enlaces: Etherchannel / LACP

La agregación de enlaces consiste en combinar (agregar) varias conexiones en paralelo para aumentar el throughput (la tasa de transferencia) que conseguiría una única conexión. Un grupo de agregación de enlaces (LAG, de Link Aggregation Group) combina una serie de puertos físicos de manera que se consigue una única ruta con más ancho de banda que un único enlace.

A lo largo de los años ha habido distintos estándares para la creación de agregación de enlaces. El último es el conocido como LACP (Link Aggregation Control Protocol), que provee un método para controlar la unión de varios puertos físicos formando un único canal lógico. LACP permite negociar automáticamente la unión entre dispositivos mediante el envío de paquetes LACP al otro dispositivo. LACP permite el modo:

• activo: Habilita LACP de manera incondicional. Esto puede hacer que si en las bocas que están habilitadas en modo LACP se conecta algo que no está configurado para ello, no funcione de manera correcta

• pasivo: Habilita LACP sólamente cuando se detecta un dispositivo configurado con LACP

Como ya se ha comentado, la finalidad es la de unir distintas conexiones para aumentar la tasa de transferencia, y esto no sólo se puede realizar entre switches, si no que también se puede realizar entre un switch y un servidor.

A continuación podemos ver cómo sería un sistema LACP entre dos switches.

Y aquí podemos ver cómo sería una agregación de enlaces entre un switch y un servidor (ya que en un servidor también podemos realizar la agregación de enlaces).

Switch(config-if)# channel-group 1 mode active
Switch(config-if)# channel-protocol lacp

switch(config)# interface Port-Channel 1
switch(config-if)# switchport mode trunk

Switch# show etherchannel summary

Flags:  D - down        P - in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3      S - Layer2
U - in use      f - failed to allocate aggregator
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port

Number of channel-groups in use: 2
Number of aggregators:           2

Group  Port-channel   Protocol   Ports
------+-------------+-----------+--------------------
1      Po1(SU)           LACP     Gig0/1(P) Gig1/1(P)
2      Po2(SU)           LACP     Gig2/1(P) Gig3/1(P)

8.2 Stack de switches

De manera resumida, es la configuración aplicada a varios switches para que actúen como uno sólo. Esto se realiza mediante la interconexión de los switches (formando un anillo) a través de unos puertos especiales o unas conexiones habilitadas para ello.

Tras la realización del “stackado” de switches las ventajas que obtendremos son muy significativas:

• Podremos configurar todas las bocas del conjunto de todos los switches que lo forman desde un único punto central (ya sea mediante el CLI o mediante la web de gestión).

• Tendremos redundancia en las comunicaciones.

• Permite escalar el tamaño de las comunicaciones y podríamos añadir más switches en un momento dado (algunas marcas permiten 12 switches en un mismo stack).

Hay que tener en cuenta que no todos los switches permiten realizar un stack de switches, por lo que tendríamos que asegurarnos que si vamos a necesitar esta funcionalidad, a la hora de comprar los switches lo soporten.

9.1 ACL

Las ACL (Access Control Lists en inglés, o Listas de Control de Acceso) sirven para permitir o denegar el tráfico al pasar por el router y son configuradas teniendo en cuenta las redes a las que pertenece.

Existen dos tipos de ACL:

• Estándar: son ACLs limitadas. Sólo se permite aceptar o denegar de origen. El ID debe ser de 1 a 99.

• Extendidas: son ACLs con más opciones. Deben tener el ID de 100 a 199 y permiten aceptar/denegar:

  • protocolo

  • origen

  • destino

  • puerto

  • ...

Al crear una ACL en los routers de Packet Tracer, y crear una regla en ella, automáticamente entrará en funcionamiento el método “denegar por defecto” al final de las reglas.

Es muy importante entender esto, ya que todo el tráfico que no esté aceptado, será denegado por defecto, aunque nosotros no hayamos creado una regla para ello, ya que se crea por defecto y no aparece reflejado en la ACL.

Router(config)# interface GigabitEthernet0/0
Router(config-if)# ip access-group 100 in

Router(config)# access-list ID TIPO_FILTRADO TIPO_TRÁFICO ORIGEN  DESTINO  MISC

Router(config)# access-list 100 permit icmp 192.168.2.0 0.0.0.255 192.168.1.0 0.0.0.255 echo-reply

Router# show access-lists

11.1 De decimal ...

11.2 De binario ...

11.3 De octal ...

11.4 De hexadecimal ...

11.5 Mezcladas

Ten en cuenta la base de origen y la base de destino.

Configuración básica de pfSense como firewall de red

12.1 Antes de empezar

La idea de este documento es crear una pequeña infraestructura de red haciendo uso de un firewall (o cortafuegos) basado en pfSense. Con ello vamos a ver cómo funciona el sistema de creación de reglas de filtrado de tráfico para un equipo que estará dentro de la red LAN detrás de dicho firewall.

El esquema de infraestructura real quedaría de la siguiente manera, dependiendo de cómo realicemos la instalación y las posibilidades que tengamos con nuestro proveedor de internet:

• 1ª opción: el pfSense actúa como conexión directa a internet. Para ello estará conectado a un router neutro, cable-modem, ONT o lo habremos configurado como nuestro ISP nos indique. Por lo tanto pfSense tendrá IP pública a internet y actuará como firewall directo.

• 2ª opción: haciendo doble NAT, detrás del router de nuestro proveedor de Internet. Para que todo funcione de manera correcta, en el router del proveedor deberemos hacer una redirección de puertos para que todas las conexiones vayan a la IP del servidor pfSense.

12.2 Requisitos

Esta simulación se puede realizar de dos maneras:

• haciendo uso de hardware dedicado.

• usando máquinas virtuales.

La manera más sencilla es realizarlo haciendo uso de máquinas virtuales con un virtualizador como es Virtualbox, por lo que se explicará esta modalidad.

13.1 Detalles de la máquina virtual

Por otro lado, a la máquina virtual se le van a añadir dos interfaces de red:

• El primer adaptador de red será de tipo “Adaptador puente”, ya que en el sistema haremos que sea la interfaz que actuará como “WAN”.

• El segundo adaptador de red se creará de tipo “Red interna” y le pondremos el nombre de “LAN”, que hará esas funciones en nuestra infraestructura.

Dadas las explicaciones previas, una vez creada la máquina virtual nuestra infraestructura virtual quedaría de la siguiente manera:

Visto este dibujo, la máquina virtual que actuará como PC dentro de la LAN le tendremos que modificar el adaptador virtual para que sea de tipo “Red interna” y escribiremos “LAN”, por lo que ambas máquinas estarán conectadas mediante un “switch virtual”.

El resto de parámetros de la máquina virtual, como se trata de una para pruebas, será:

• 8 GB de disco duro

• 1GB de memoria RAM

13.2 Instalación

Tras poner el CD de instalación en la máquina virtual y arrancar veremos un pequeño menú como muestra la siguiente captura de pantalla:

El menú contará con un sistema de cuenta atrás y si no se selecciona nada entrará en la primera opción por defecto. Se podrá ver cómo el sistema arranca y detecta el hardware y al finalizar nos mostrará un menú con las opciones:

• Install: Instalar pfSense

• Rescue Shell: Lanza una terminal para poder recuperar una instalación que esté dando problemas

• Recover config.xml: recupera el fichero de configuración config.xml de una instalación previa.

Tras seleccionar la opción de instalar, nos aparecerá un menú para seleccionar la distribución del teclado y a continuación el tipo de partición que queremos utilizar:

• Auto (ZFS): Sistema de particionado con el sistema de ficheros ZFS. Es el sistema por defecto, aunque ZFS puede consumir más RAM.

• Auto (UFS) BIOS: si nuestro sistema usa BIOS.

• Auto (UFS) UEFI: si nuestro sistema usa UEFI.

• Manual: Nos permite particionar de manera manual, para expertos.

• Shell: Abre una consola y podremos realizar el particionado a mano.

Al seleccionar la opción “Auto (ZFS)”, el sistema nos permitirá crear un particionado en modo:

• stripe: sin redundancia, usando el disco duro instalado.

• mirror: haciendo uso del sistema RAID1

• raid10: hacer uso de un sistema RAID1+0

• raidz1: redundancia con un disco de paridad

• raidz2: redundancia con dos disco de paridad

• raidz3: redundancia con tres disco de paridad

Tras terminar, nos preguntará si queremos abrir una terminal en el sistema recién instalado. Le diremos que no y que reinicie el sistema. Nos tendremos que asegurar de quitar la ISO de la máquina virtual para que arranque desde el disco duro en lugar del CD.

14.1 Primer arranque

Tras realizar la instalación y reiniciar, en el primer arranque desde el disco duro aparecerá un pequeño asistente que comprobará el hardware, detectará los interfaces de red que tenemos y nos realizará una serie de preguntas:

• Si es necesario configurar VLANs.

• De los interfaces existentes, cuál es el WAN.

• De los interfaces existentes, cuál es el LAN.

Dependiendo del direccionamiento de red en el que nos encontremos, es posible que haya que configurar la LAN virtual de nuestra infraestructura de red virtualizada.

14.2 Menú de configuración desde consola

Tal como se ha comentado, el menú cuenta con distintas opciones de administración.

Como se puede ver en la imagen previa, aparecen 16 posibles opciones a elegir, entre las que destacaremos:

1. Assign interfaces: Para poder reconfigurar a qué red pertenecen los interfaces que tiene nuestro firewall (si es WAN, LAN, … ).

2. Set interfaces IP address: Para poder modificar la IP de los interfaces que tiene nuestro firewall.

3. Reset webConfigurator password: Cambiar la contraseña de acceso.

4. Reset to factory defaults: Restaurar el servidor a los valores de “fábrica”, es decir, resetea todas las configuraciones propias realizadas.

5. Reboot: Reinicia el servidor.

6. Halt: Apaga el servidor.

7. Ping host: Realiza un ping al equipo indicado.

8. Shell: Nos abre una consola en el sistema para poder realizar modificaciones mediante comandos.

9. pfTop: Nos muestra un listado de las conexiones establecidas en tiempo real.

10. Enable Secure Shell (sshd): Habilita el servidor SSH para poder realizar conexiones. Por defecto, sólo podremos conectarnos desde la LAN.

11. Restart PHP-FPM: Reinicia el servicio del interfaz web.

14.3 Interfaz web de configuración

El acceso a la interfaz web de configuración por defecto sólo está disponible desde la red LAN, por lo que accederemos desde la máquina virtual dentro de la LAN abriendo un navegador y apuntando a la IP por defecto de la LAN “https://192.168.1.1” (o la que hayamos puesto si hemos configurado la LAN). Tendremos que aceptar el certificado de seguridad (ya que es auto-firmado) y nos aparecerá la web de login.

Los credenciales por defecto son:

• username: admin

• password: pfsense

El usuario “admin” de la web tendrá la misma contraseña que el usuario root por consola.

Cuando nos logueamos por primera vez nos aparecerá la primera página del asistente de configuración de pfsense, que nos guiará a través de nueve pasos donde podremos hacer una configuración básica de pfSense. Los pasos serán los siguientes:

0. Bienvenida al asistente: página de inicio.

1. Soporte de Netgate: detrás de pfSense hay una empresa, Netgate, que ofrece sus servicios de soporte de pago para pfSense.

2. Información general: configuración básica del servidor:

   • hostname: nombre del servidor.

   • domain: nombre del dominio al que pertenece el servidor.

   • DNS Server: servidores DNS externos al que mandar las peticiones.

3. Servidor de tiempo: configurar la zona horaria y el servidor NTP.

4. Configurar interfaz WAN: Dependiendo de cómo sea la infraestructura real, podremos configurar el interfaz WAN con IP pública estática, por DHCP, por PPPoE, … Por defecto está en DHCP. Si estamos tras doble NAT, habría que desactivar la opción “RFC1918 Networks”.

5. Configurar interfaz LAN: La IP de pfSense en el direccionamiento LAN. Por defecto es 192.168.1.1 con una máscara “/24”.

6. Cambio de contraseña del admin: Para poner una contraseña más segura.

7. Recargar la configuración: Si se ha realizado algún cambio, recargará la configuración.

15.1 Ciclo de vida de una conexión

A continuación se explica cómo actúa pfSense al recibir un paquete de una nueva conexión:

• El paquete, como parte de una nueva conexión, llega a un interfaz.

• Se comprueban las reglas de filtrado en orden descendiente contra el paquete.

• Cuando existe coincidencia, se ejecuta la acción de la regla de filtrado.

• Se para las comprobaciones de las reglas.

• Si no ha existido una coincidencia tras comprobar todas las reglas, el paquete es bloqueado por defecto.

15.2 Reglas creadas por defecto

Tras la instalación de PfSense podemos ir a “Firewall → Rules” y ahí aparecen los interfaces que están configurados actualmente y en los que se pueden crear reglas de filtrado. Los interfaces que existirán en nuestra infraestructura serán:

• Floating: No es una interfaz al uso. Es para crear reglas de filtrado especiales que se pueden saltar el orden y/o aplicar a todos los interfaces. Es mejor no utilizarlo salvo que sepamos qué estamos haciendo y hayamos leído detenidamente la documentación sobre ello.

• WAN: Bloquea todos los paquetes.

• LAN: Existen varias reglas creadas por defecto que permiten tráfico:

  

• Permite el acceso a la IP de la LAN del pfsense al puerto 80 y 443 para poder administrarlo vía web. Esta regla está especialmente creada para que no se pueda eliminar desde este apartado, ya que el borrarla podría suponer no poder configurar pfSense vía web.

• Permite cualquier tráfico de tipo IPv4

• Permite cualquier tráfico de tipo IPv6

Las últimas dos reglas explicadas previamente permiten que el tráfico pueda salir de la LAN hacia internet y así se permita navegar por internet. Si se crease una nueva red LAN (para una red wifi, DMZ, …) estas reglas no estarían creadas, por lo que desde esa nueva LAN no se podría acceder a ninguna otra red, por lo que habría que crear reglas que permitieran el tráfico.

15.3 Crear regla de denegación

Tal como se ha comentado, por defecto desde la LAN se permite acceder a cualquier red, por lo que podemos hacer ping a cualquier equipo de Internet. Como ejemplo se va a crear una regla que impedirá el acceso a un servidor de Internet. Esta regla servirá de ejemplo para poder realizar cualquier otra regla que sea necesaria.

La regla se va a crear en el interfaz LAN, ya que queremos limitar el tráfico cuyo origen es esa red. Para crear la regla existen dos botones de creación:

• Añadir la regla al principio de la lista: como su propio nombre indica, creará la regla al principio de la lista en la que aparecen todas las reglas que ya están creadas.

• Añadir la regla al final de la lista: en este caso creará la lista al final de todas las reglas.

No importa dónde se cree la nueva regla, ya que se podrá modificar después su posición. Al crear la regla, tendremos que tener en cuenta los siguientes apartados:

• Action: Qué queremos hacer con la regla: pass, block o reject.

• Disabled: Para deshabilitar la regla. Suele ser buena idea deshabilitar temporalmente las reglas que no se necesiten en lugar de borrarlas, por si nos hemos confundido y hay que recuperarlas.

• Interface: El interfaz sobre la que se va a crear la regla.

• Familia de dirección: Si queremos aplicar la regla sobre IPv4, IPv6 o ambas.

• Protocolo: Protocolo de la conexión: TCP, UDP, ICMP, Any…

• Source: Origen de la conexión. Si es “Any” será desde cualquier equipo de la red elegida. Podremos elegir un único equipo u otras opciones.

• Destination: El destino de la conexión. Si es “Any” será a cualquier equipo. Podremos elegir un equipo u otras opciones.

• Extra options: Opciones extra y avanzadas para la regla (limitar número de conexiones, modificar el gateway de salida, … ).

• Description: Suele ser recomendable añadir una descripción a las reglas para identificar el servicio o el servidor sobre el que se aplica.

Para el ejemplo se va a bloquear todo el tráfico desde la LAN, al servidor 1.1.1.1 (servidor DNS de la empresa Cloudflare). La regla quedaría:

15.4 Orden de las reglas

Tal como se ha identificado en el ciclo de vida de las conexiones, el orden de las reglas es muy importante, ya que en el momento en el que el tráfico entra sobre el interfaz se comprobará si coincide con las reglas en orden descendente.

Por lo tanto, si existe una regla muy general que permite el tráfico y después una muy específica de bloqueo, es bastante probable que la regla específica de bloqueo no llegue a entrar en funcionamiento, ya que el tráfico coincidirá con la regla general que permite dicho tráfico.

Teniendo en cuenta la regla creada en el apartado anterior, vamos a analizar cuál es el comportamiento dependiendo del orden en el que se sitúa:

• Al final del todo:

  

  Teniendo en cuenta las reglas creadas sobre el interfaz LAN en este orden, la regla de bloqueo al servidor 1.1.1.1 no entrará nunca en funcionamiento. El tráfico cuyo origen sea la LAN coincidirá siempre con la regla que le permite ir a cualquier parte, por lo que al coincidir con esa regla no se analizará ninguna más.

• Al comienzo de las reglas:

  

  En este caso la regla más específica de denegación se ha puesto al principio, por lo que si el tráfico coincide con esta hará lo que indica la regla, bloquear el tráfico al servidor 1.1.1.1. Si no coincide, se seguirán analizando el resto de reglas, y en este caso se permitirá el resto de tráfico.

Es de vital importancia tener en cuenta el orden de las reglas, analizarlo con cuidado y realizar las pruebas oportunas para confirmar que lo que se pretende hacer es lo que termina sucediendo.

16.1 Modificando la infraestructura creada

Dado que se va a crear una red nueva, deberemos realizar cambios en la máquina virtual de nuestro servidor pfSense. La nueva infraestructura será la siguiente:

Tal como se puede apreciar al compararlo con la infraestructura anterior, se ha creado una nueva red interna, por lo que al pfSense se le tendrá que activar una nueva interfaz de tipo “Red interna” y le daremos el nombre de DMZ.

Virtualbox no nos permite realizar esta modificación “en caliente”, por lo que habrá que apagar la máquina virtual de pfSense. Algunos sistemas profesionales de virtualización sí que permiten hacer algunas modificaciones hardware en las máquinas virtuales sin tener que apagarlas, y dependiendo del sistema operativo, se dará cuenta de dichos cambios y por lo tanto no será necesario realizar un apagado.

Tenemos que crear otra máquina virtual que actuará a modo de servidor en la red DMZ, por lo que en su configuración la configuraremos también como “Red interna” en DMZ.

16.2 Modificación de la configuración en pfSense

Tal como se ha visto, tras la instalación de pfSense aparece un pequeño asistente de configuración que nos lleva a través de unos pasos que nos permitirá realizar la configuración de una infraestructura basada en una red con parte WAN y LAN.

En caso de tener más interfaces de red durante la instalación, o a posteriori como sucede ahora, no se configurarán y por tanto queda en nuestra mano realizar dicha configuración.

17.1 Descargar Ubuntu 22.04

La ISO la obtendremos de la web oficial y seleccionaremos la versión 22.04 LTS de Ubuntu Server. Esta ISO contendrá el sistema base de Ubuntu y nos guiará para realizar la instalación del sistema operativo.

Una vez descargada la ISO tendremos que cargarla en el sistema de virtualización elegido y arrancar la máquina virtual.

17.2 Instalar Ubuntu 22.04

Tras arrancar la máquina virtual nos aparecerá un menú para seleccionar el idioma durante la instalación y le daremos a “Instalar Ubuntu Server”.

A partir de aquí comenzará el instalador y los pasos que nos aparecerán serán los siguientes (algunos de estos pasos puede que no estén 100% traducidos al castellano):

1. Elegir el idioma del sistema

2. Actualización del instalador:

   • Si la máquina virtual se puede conectar a internet, comprobará si existe una actualización del propio instalador de Ubuntu.

   • Podemos darle a “Continuar sin actualizar”

3. Configuración del idioma del teclado

4. Configuración de la red

5. Configuración del proxy de red

6. Configuración del “mirror” o servidor espejo desde donde descargarse los paquetes de software para las actualizaciones posteriores.

7. Selección del disco duro donde realizar la instalación

8. Elegir el particionado de disco.

9. Configuración del perfil. Introduciremos el nombre de usuario, el nombre del servidor y la contraseña del usuario que vamos a crear.

10. Configuración de SSH Server. Aceptaremos que se instale el servidor SSH durante la instalación. En caso de no seleccionar esta opción, posteriormente podremos realizar la instalación.

11. “Featured Server Snaps”. En esta pantalla nos permite instalar software muy popular en servidores.

Una vez le demos a continuar, comenzará la instalación en el disco duro. Debido a que durante la instalación tenemos conexión a internet, el propio instalador se descarga las últimas versiones de los paquetes de software desde los repositorios oficiales.

Al terminar la instalación, tendremos que reiniciar la máquina virtual.

17.3 Post-instalación

Tras realizar el reinicio de la máquina virtual nos encontraremos con que el sistema arranca en el sistema recién instalado, y que tendremos que loguearnos introduciendo el usuario y la contraseña utilizadas en la instalación.

root@ubuntu:~# apt update
...
root@ubuntu:~# apt upgrade
...

network:
  ethernets:
    enp0s3:
      dhcp4: false
      addresses: [192.168.1.199/24]
      routes:
      - to: default
        via: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8,1.1.1.1]
  version: 2

root@ubuntu:~# netplan apply

18.1 Introducción

Virtualbox es una herramienta de virtualización para crear máquinas virtuales de manera sencilla. Es multiplataforma por lo que se puede utilizar en Windows, MacOS y Linux y aparte, es Software Libre.

Este documento no va a entrar en detalle en cómo se crean las máquinas virtuales, sino que va a explicar los distintos modos y adaptadores de red que puede tener una máquina virtual en este sistema de virtualización.

18.2 Adaptadores de red

Virtualbox permite que cada máquina virtual cuente con hasta cuatro adaptadores de red, lo que comúnmente se llaman interfaces o NIC (network interface controller).

Al crear las máquinas virtuales sólo tienen un único adaptador activo y suele estar configurado en modo NAT, pero tal como se ve a continuación, en el desplegable se puede ver que existen otras opciones:

En la documentación oficial aparece la explicación de los distintos modos, y es buena práctica leer y entender la documentación del software que utilizamos. También hay que entender que cada tipo de adaptador contará con una serie de ventajas y una serie de limitaciones que aparecen reflejadas en la documentación. Estos modos son comunes a otros sistemas de virtualización (VmWare, Proxmox, …), pero el nombre o el modo de uso puede variar así como las posibles limitaciones que puedan existir.

A continuación se va a dar una pequeña introducción a cada tipo de adaptador.

18.2.1 Adaptador puente

Es el tipo de adaptador que se usará si queremos que las máquinas virtuales aparezcan en la red física como si fueran un equipo más. Para poder entenderlo de mejor manera, podríamos pensar que este tipo de adaptador lo que hace es crear un “switch virtual” entre las máquinas virtuales y el interfaz físico, por lo que es como si fueran un equipo más en la red física.

Si el equipo físico anfitrión cuenta con más de un NIC (por ejemplo, en un portátil el NIC por cable y el NIC wifi) tendremos que elegir en la máquina virtual sobre qué NIC queremos hacer el puente. En la siguiente imagen en el desplegable sólo se puede seleccionar un interfaz porque el equipo sólo cuenta con un NIC físico.

Es el método utilizado cuando virtualizamos servidores, ya que podrán dar sus servicios a toda la red.

18.2.2 NAT

Cada máquina virtual contará con su propio “router virtual” que hará NAT, y por eso todas las máquinas virtuales que usen este modo suelen tener la misma IP, pero no pertenecen a la misma red. Por defecto no se puede realizar conexión desde la red física al equipo virtualizado.

18.2.3 Red interna

Este tipo de adaptador lo que hace es “crear” un “switch virtual” que unirá las distintas máquinas virtuales que estén conectadas al nombre de esa red interna.

En el siguiente ejemplo la VM1 tiene 2 NICs, cada una con una red interna distinta. La VM2 tiene un NIC conectado a una de las redes internas creadas previamente y VM3 está conectada a la otra red interna.

Virtualbox no se encarga de dar IPs en estas redes, por lo que deberemos configurar cada interfaz de la máquina virtual con el direccionamiento que nos interese.

Este método se utiliza si queremos comunicar máquinas virtuales entre sí y que estén aisladas, ya que no podrán conectarse con el exterior, ni siquiera con el propio equipo físico.

18.2.4 Red NAT

Podría definirse como una mezcla de NAT y red interna. Las máquinas virtuales podrán pertenecer a una única red, se podrán comunicar entre ellas, estarán detrás de un NAT de la red física y se podrán comunicar con el exterior.

Para poder usar ese modo hay que crear la “red NAT” en Virtualbox yendo a “Archivo → Preferencias → Red” y ahí se creará las redes NAT que queramos con el direccionamiento interno que nos interese.

A la hora de crear la máquina virtual y elegir la opción “Red NAT” se podrá elegir entre las redes creadas en el paso anterior.

18.2.5 Adaptador sólo-anfitrión

Este tipo de adaptador es similar al de “red interna” pero con la posibilidad de comunicarse con el equipo físico anfitrión. En el equipo físico se crea un interfaz virtual y a través de él se podrá comunicar con las máquinas virtuales.

El direccionamiento que existe entre las VMs y el host se define en Virtualbox, dentro de “Archivo → Administrador de red de anfitrión”. Las máquinas virtuales podrán coger IP de ese direccionamiento por DHCP.

Mismo uso que “red interna” pero añadiendo la opción de comunicarnos con el host anfitrión.

18.3 Resumen de los adaptadores

A continuación se expone una tabla que resume los distintos tipos de adaptadores que existen y la conectividad posible entre las máquinas virtuales que usan esos adaptadores y el host anfitrión (fuente).

En la documentación se explica cómo realizar la redirección de puertos.