Preparacin de Informes en formato IEE

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CONEXIN DE RED CON MQUINA VIRTUAL A TRAVS DE GNS3RESUMEN: En esta prctica se ha implementado una interconexin entre un router de Linux y en GNS3 con OSPF, para lo cual se ha instalado una mquina virtual en Virtual Box para instalar un router quagga que a travs de una conexin de rea local se comunique con cuatro routers en OSPF en GNS3 configurando con sus respectivas interfaces y direcciones para la comunicacin de cada router. PALABRAS CLAVE: Zebra, Quagga, Linux, Ubuntu, I. INTRODUCCIN

Las materias de redes y servicios distribuidos siempre han contado con un papel destacado en los ttulos de ingenieras en Informtica. Dentro de la materia de redes de ordenadores, se articulan habitualmente asignaturas de laboratorio en las que se configuran, administran y mantienen topologas de red que permiten la ejecucin de distintos tipos de servicios distribuidos. Tanto ahora como en los antiguos planes de estudio, los docentes se enfrentan a serios problemas para realizar prcticas de diseo de redes, puesto que los equipos de interconexin requeridos (routers, switches) suponen un desembolso importante para un laboratorio, adems de la limitacin de alumnos que pueden manejarlos de forma simultnea. Es tambin necesario resear que el mantenimiento de dichos equipos durante el curso supone un esfuerzo mayor que el de los ordenadores de un laboratorio estndar. Por ltimo, debe tambin existir un plan de renovacin de equipamientos, puesto que la evolucin de las tecnologas para redes es continua: evolucin de protocolos inalmbricos, incremento del ancho de banda, migracin IPv6, VoIP (voz sobre IP) y calidad de servicio, etc.

Sin embargo, las nuevas posibilidades que ofrece la virtualizacin permiten repensar la forma en que pueden impartirse asignaturas de esta ndole, donde las complejas infraestructuras fsicas se pueden sustituir por PCs y equipos de interconexin virtuales con todo el software (y la configuracin necesaria) para prcticas disponibles en el momento en que se vayan a utilizar. Puesto que dichos entornos virtuales van a ser modificados en el contexto de una sesin de laboratorio, se minimiza el riesgo de daar equipos de forma permanente y afectar al normal funcionamiento de sesiones posteriores.

II. MARCO TEORICO.

Quagga Las redes TCP/IP estn convergiendo todas ellas en todo el Mundo. Internet ha sido desarrollado en muchos pases, entornos empresariales y en entornos domsticos. Cuando un usuario se conecta a Internet sus paquetes atravesarn muchos routers que utilicen la funcionalidad del routing TCP/IP.

Un sistema con Quagga instalado acta como router dedicado. Con Quagga, una mquina intercambia informacin de routing con otros routers utilizando protocolos de routing. Quagga utiliza esa informacin para actualizar el ncleo de las tablas de routing de forma que la informacin correcta est en el lugar correcto. Quagga permite la configuracin dinmica y es posible ver la informacin de la tabla de routing desde el interfaz de terminal de Quagga.

Aadiendo soporte al protocolo de routing, Quagga puede configurar las banderas (flags) de los interfaces, direcciones de los interfaces, rutas estticas y muchas ms cosas. Si se utiliza en una red pequea o en una conexin xDSL, la configuracin del software Quagga es muy sencilla. Lo nico que hay que pensar es en levantar los interfaces e introducir unos pocos comandos sobre rutas estticas y/o rutas por defecto. Si en cambio estamos utilizando una red ms grande, o la estructura de la red cambia frecuentemente, entonces utilizaremos la ventaja que nos ofrece Quagga sobre los protocolos de routing dinmicos, soportando protocolos como RIP, OSPF, o BGP.

Tradicionalmente, la configuracin de un router basado en UNIX se realizaba mediante los comandosifconfigy los comandos del tiporoute. El estado de las tablas se poda mostrar mediante la utilidadnetstat. Estos comandos solamente se podan utilizar trabajando como root. Quagga, sin embargo tiene otro mtodo de administracin. En Quagga existen dos modos de usuario. Uno es el modo normal y el otro es el modo de enable (habilitado). El usuario de modo normal nicamente puede ver el estado del sistema, sin embargo el usuario de modo enable puede cambiar la configuracin del sistema, Esta cuenta independiente de UNIX puede ser de gran ayuda para el administrador del router.

Actualmente, Zebra soporte los protocolos de unicast ms comunes. Los protocolos de routing Multicast como BGMP, PIM-SM, PIM-DM sern soportados en Quagga 2.0. El soporte de MPLS est siendo programado actualmente. En el futuro, control de filtros TCP/IP, control de calidades de servicio QoS, la configuracin de diffserv ser aadida a Zebra. El objetivo de Zebra es conseguir un software de routing productivo de calidad y libre.Arquitectura del SistemaEl software tradicional de routing est compuesto por un programa o proceso nico que proporciona todas las funcionalidades de los protocolos de routing. Quagga sin embargo tiene una visin distinta. Est compuesto por una coleccin de varios demonios que trabajan juntos para construir una tabla. Hay vario demonios de routing especficos que se ejecutan junto con e zebra, el kernel gestor del routing.

El demonioripdmaneja el protocolo RIP, mientras que el demonioospfdcontrola el protocolo OSPFv2.bgpdsoporta el protocolo BGP-4. Para cambiar la tabla de routing del kernel y la redistribucin de rutas entre distintos protocolos de routing tenemos la tabla de routing del kernel controlada por el demoniozebra. Es sencillo aadir nuevos demonios de protocolos de routing el sistema global de routing sin afectar a otro software. Para ello hay slo es necesario ejecutar los demonios asociados a los protocolos de routing a utilizar. Realizando esta operacin, el usuario puede ejecutar un determinado demonio y enviar reportes a la consola central de routing.

No es necesario ejecutar esos demonios en la misma mquina. Es posible ejecutar varias instancias del mismo demonio de routing en la misma mquina. Esta arquitectura crea nuevas posibilidades para el sistema de routing.

Figura 1. Arquitectura del sistema Quagga La arquitectura multiproceso nos permite un sistema ms fcilmente extensible y gestionado y por supuesto nos permite un sistema totalmente modular, a la vez que nos permite varios ficheros de configuracin e interfaz de terminal.

Ya que cada demonio tiene su propio fichero de configuracin e interfaz de terminal, cuando se quiere configurar una ruta esttica, esta se configura en el fichero de configuracinzebra. Cuando se configura una red BGP hay que hacerlo en el fichero de configuracinbgpd, esto es bastante fastidioso. Para solucionar este problema existe un interfaz shell integrado llamadovtysh.vtyshconecta cada demonio funcionando como un proxy para la entrada del usuario.

Quagga se plante para ser utilizado con mecanismos de multi-hilos (multi-threaded) cuando se ejecutase en un kernel que lo soportara. Pero en este momento, la librera de hilos que viene con GNU/Linux o FreeBSD tiene varios fallos para ejecutar servicios fiables como un software de routing, as que de momento las versiones de Quagga no utilizan hilos, en vez de utilizar hilos Zebra utiliza la llamada al sistemaselect(2)para multiplexar los eventos.

Cuandozebrase ejecute bajo el kernel GNU/Hurd actuar como tabla de routing del kernel. Bajo GNU/Hurd, todos los servicios TCP/IP se proporcionan por los procesos de usuario llamadospfinet. Zebra proporcionar toda la seleccin de mecanismos de routing para el proceso. Esta caracterstica ser implementada cuando GNU/Hurd sea estable.

GNS3GNS3 son las siglas de Graphical Network Simulator. Esta aplicacin est enfocada a la simulacin de redes complejas para su estudio. Este entorno visual usa como motor de ejecucin la plataforma Dynamips/Dynagen [6], creada originalmente para ejecutar y emular el firmware de los routers y dispositivos de Cisco Systems (IOS) y Juniper (JunOS), adems de establecer topologas (escenarios) para conectarlos.

Dichas topologas pueden, a su vez, interconectarse con otras ejecutndose en diferentes instancias de GNS3, lo que se denomina red virtual, bien en el mismo o en diferentes PCs (haciendo uso de los elementos de red disponibles en las mquinas). Este ltimo caso es muy interesante para disear actividades donde diferentes grupos de estudiantes cooperan para conseguir la interconectividad completa de cada topologa (sistema autnomo, en terminologa de redes) de la que son responsables/administradores. La construccin de escenarios en GNS3 es muy intuitiva gracias a su interfaz visual. Mediante un sistema de arrastrar y soltar elementos se distribuyen los routers y concentradores definidos sobre el rea de trabajo y, tras definir en sus caractersticas los interfaces de los que dispondrn, se unen mediante cables seleccionando con el ratn las interfaces origen y destino.Una vez definida la topologa de la red, los estudiantes pueden proceder a configurar el comportamiento de cada uno de los equipos de interconexin implicados, estableciendo las propiedades de los protocolos de encaminamiento que vayan a ser utilizados. Esta tarea se realiza a travs de la consola de comandos del dispositivo en cuestin, accedida mediante emulacin por Dynamips/Dynagen. Las configuraciones de escenarios en GNS3, pueden ser guardadas en formato de archivo de texto. Adems de las topologas, la configuracin de cada router tambin se almacena, y puede ser importada para otro dispositivo. Esta ltima caracterstica es tremendamente til para labores de evaluacin de prcticas, puesto que los profesores pueden pedir como entregables los archivos de configuracin de los equipos y replicar el resultado de la actividad del estudiante con absoluta fidelidad.

Para inyectar trfico a los escenarios de red creados con GNS3 y comprobar si su comportamiento es el esperado, los estudiantes tienen la posibilidad de conectar elementos externos simulndolos como nubes a las que se asignan diversas interfaces de red externas (reales) del PC anfitrin. Las interfaces de una nube se denominan NIO (network input/output) dentro de GNS3, y existen distintos tipos. Las NIO UDP permiten la conexin a un puerto de un host (el anfitrin en las actividades desarrolladas para los estudiantes), y han sido utilizadas para conectar aplicaciones ligeras llamadas VPCS que simulan PCs sencillos con herramientas de diagnstico de red (para realizar pings o trazar rutas de paquetes). Otros tipos de interfaces NIO en GNS3, como las NIO Ethernet (para conectarse a una tarjeta de red Ethernet), las NIO UNIX (para tomar las conexiones desde archivos de dispositivo en UNIX) o las NIO TAP (interfaces de kernel virtuales tipo puente de nivel dos), se han empleado en nuestra propuesta para interactuar con otros tipos de dispositivos de interconexin sin hacer uso de Dynamips/Dynagen.III. Procedimiento

1. Utilizando el Virtual Box instalamos una mquina virtual Ubuntu/Linux, de la pgina oficial de Ubuntu descargamos la imagen ISO de la ltima versin e instalamos y la configuramos.

Figura 2. Configuracin de una mquina virtual. 2. En la terminal de Ubuntu entramos en modo privilegio con el comando sudo s e instalamos los paquetes necesarios para el funcionamiento de quagga:sudo apt-get upgrade : Actualiza paquetes pero SIN instalar o desinstalar otras cosas.

sudo apt-get update : Actualiza la lista de paquetes de tu sources.list

sudo apt.get install quagga: Permite la instalacin del servicio quagga3. Entramos a la siguiente ruta: cd /usr/share/doc/quagga/examples/Copiamos todos los archivos a la siguiente ruta:

cp * /etc/quagga4. Renombramos los ejemplos de configuracin, para usarlos y activar Quagga con la configuracin por defecto.cp zebra.conf.sample zebra.conf

cp ripd.conf.sample ripd.conf

cp ripngd.conf.sample ripngd.conf

cp bgpd.conf.sample bgpd.conf

cp isisd.conf.sample isisd.conf

cp ospfd.conf.sample ospfd.conf

cp ospf6d.conf.sample ospf6d.conf5. Configuramos los demonios para que active zebra, y por el momento OSPF, aunque se hace de igual modo para los dems protocolos: nano daemons

zebra=yes

ospf=yes

Figura 3. Configuracin de los demonios. 6. Reiniciamos el servicio de quagga: /etc/init.d/quagga restart7. Ahora podremos acceder por separado con una interfaz interactiva a cada uno de los demonios para poder configurarlo.telnet localhost 2604

Password: zebra

8. Segn la direccin de red configuramos la topologa de la red con sus respectivas direcciones y puertas de enlace para la comunicacin entre routers.

Figura 4. Topoligia con router ospf

9. Configuramos la red de la maquina virtual y la coneccion del area local.

Figura 5. Configuracin de la red virtual. 10. Comprobamos las conexiones entre los router con el comando ping.

IV. Conclusiones GNS3 al ser un software que permite la emulacin de routers cisco, caracterstica que no poseen los simuladores como packet tracer, se pudo llevar a cabo la interconexin de routers emulados en GNS3 con routers emulados fsicos.

Con la investigacin sobre las caractersticas, arquitectura y ventajas que posee el emulador se puede concluir que GNS3 es un programa de cdigo abierto, gratuito para su uso, es muy fcil de instalar y usar; utiliza los IOS de los routers lo que permite interactuar con los equipos y de esta forma configurarlos agregando todas las funcionalidades y potencialidades de router real, sin tener problemas de comandos no reconocidos o no funcionales.

Una mquina virtual es una copia de hardware por medio de software lo que brinda la posibilidad de que no solo funcione de manera flotante sino orientndose ya a un enfoque ms fsico permitiendo compartir recursos a travs de una red, la cual utilizando el funcionamiento del sistema operativo en la nube puede obtener una direccin ip para poder realizar una conexin mediante un router de su misma naturaleza.V. Recomendaciones

Para evitar el consumo excesivo de recursos del equipo en el que se ejecuta GNS3, es necesario prestar atencin en habilitar todas las herramientas de optimizacin de uso de recursos como son: Ghostios, Sparemen y el valor recomendado del Idle-PC de cada uno de los IOS de los routers.

Para un mejor rendimiento del emulador y por ende de la red emulada es necesario que el software se ejecute en un equipo con buenas caractersticas; de ser posible, que sean superiores a las de los equipos con los que se realiz los ambientes de prueba en esta investigacin. A nivel empresarial, se aconseja que se use servidores a fin que se pueda tener un mejor rendimiento.

Crear topologas ms complejas que las realizadas en esta investigacin, en la cual se incorporen todos los dispositivos que emula GNS3, a fin que se pueda determinar con mayor precisin los recursos necesarios para llevar a cabo la emulacin con un buen rendimiento tanto en la red creada como en el equipo que se ejecuta.

VI. REFERENCIAS

[1] Direcciones internacionales para la configuracin de redes [Online]. Disponible en: http://www.microalcarria.com/descargas/documentos/Linux/redes/routing/Quagga/Manual_Quagga_castellano/quagga-es-1.html [2]Configuraciones de mquinas virtuales. [Online]. Disponible en: http://geekland.hol.es/integrar-maquina-virtual-en-una-red-local/ [3]Configuracin de los demonios de quagga [Online]. Disponible en: http://sw-libre.blogspot.com/2011/04/rip-v2-en-linux-con-quagga.html [4] Echo por el autor Topologa de la red [5] Echo por el autor Configuracin de la red.

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