Universidad de Guadalajara.

Centro Universitario de Ciencias Económico - Administrativas.

“ADMINISTRACIÓN DE REDES”.

REDES I

DICIEMBRE 2000

ADMINISTRACIÓN DE REDES.

La Administración de Redes es un conjunto de técnicas tendientes a mantener una red operativa, eficiente, segura, constantemente monitoreada y con una planeación adecuada y propiamente documentada.

Sus objetivos son:

Mejorar la continuidad en la operación de la red con mecanismos adecuados de control y monitoreo, de resolución de problemas y de suministro de recursos.

Hacer uso eficiente de la red y utilizar mejor los recursos, como por ejemplo, el ancho de banda.

Reducir costos por medio del control de gastos y de mejores mecanismos de cobro.

Hacer la red mas segura, protegiéndola contra el acceso no autorizado, haciendo imposible que personas ajenas puedan entender la información que circula en ella.

Controlar cambios y actualizaciones en la red de modo que ocasionen las menos interrupciones posibles, en el servicio a los usuarios.

La administración de la red se vuelve más importante y difícil si se considera que las redes actuales comprendan lo siguiente:

Mezclas de diversas señales, como voz, datos, imagen y gráficas.

Interconexiónde varios tipos de redes, como WAN, LAN y MAN.

El uso de múltiples medios de comunicación, como par trenzado, cable coaxial, fibra óptica, satélite, láser, infrarrojo y microondas.

Diversos protocolos de comunicación, incluyendo TCP/IP, SPX/IPX, SNA, OSI.

El empleo de muchos sistemas operativos, como DOS, Netware, Windows NT, UNÍS, OS/2.

Diversas arquitecturas de red, incluyendo Ethernet 10 base T, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI, 100vg-Any Lan y Fiber channel.

Varios métodos de compresión, códigos de línea, etc...

El sistema de administración de red opera bajo los siguientes pasos básicos:

1.- Colección de información acerca del estado de la red y componentes del sistema. La información recolectada de los recursos debe incluir: eventos, atributos y acciones operativas.

2.- Transformación de la información para presentarla en formatos apropiados para el entendimiento del administrador.

3.- Transportación de la información del equipo monitoreado al centro de control.

4.- Almacenamiento de los datos coleccionados en el centro de control.

5.- Análisis de parámetros para obtener conclusiones que permitan deducir rápidamente lo que pasa en la red.

6.- Actuación para generar acciones rápidas y automáticas en respuesta a una falla mayor.

La característica fundamental de un sistemas de administración de red moderno es la de ser un sistema abierto, capaz de manejar varios protocolos y lidiar con varias arquitecturas de red. Esto quiere decir: soporte para los protocolos de red más importantes.

ELEMENTOS INVOLUCRADOS EN LA ADMINISTRACIÓN DE RED SON:

Objetos: son los elementos de más bajo nivel y constituyen los aparatos administrados.

Agentes: un programa o conjunto de programas que colecciona información de administración del sistema en un nodo o elemento de la red. El agente genera el grado de administración apropiado para ese nivel y transmite información al administrador central de la red acerca de:

Notifiación de problemas.

Datos de diagnóstico.

Identificador del nodo.

Características del nodo.

Administrador del sistema: Es un conjunto de programas ubicados en un punto central al cual se dirigen los mensajes que requieren acción o que contienen información solicitada por el administrador al agente.

OPERACIONES DE LA ADMINISTRACIÓN DE RED.

Las operaciones principales de un sistema de administración de red son las siguientes:

Administración de fallas.

La administración de fallas maneja las condiciones de error en todos los componentes de la red, en las siguientes fases:

Detección de fallas.

Diagnóstico del problema.

Darle la vuelta al problema y recuperación.

Resolución.

Seguimiento y control.

Control de fallas.

Esta operación tiene que ver con la configuración de la red (incluye dar de alta, baja y reconfigurar la red) y con el monitoreo continuo de todos sus elementos.

Administración de cambios.

La administración de cambios comprende la planeación, la programación de eventos e instalación.

Administración del comportamiento.

Tiene como objetivo asegurar el funcionamiento óptimo de la red, lo que incluye: El número de paquetes que se transmiten por segundo, tiempos pequeños de respuesta y disponibilidad de la red.

Servicios de contabilidad.

Este servicio provee datos concernientes al cargo por uso de la red. Entre los datos proporcionados están los siguientes:

Tiempo de conexión y terminación.

Número de mensajes transmitidos y recibidos.

Nombre del punto de acceso al servicio.

Razón por la que terminó la conexión.

Control de Inventarios.

Se debe llevar un registro de los nuevos componentes que se incorporen a la red, de los movimientos que se hagan y de los cambios que se lleven a cabo.

Seguridad.

La estructura administrativa de la red debe proveer mecanismos de seguridad apropiados para lo siguiente:

Identificación y autentificación del usuario, una clave de acceso y un password.

Autorización de acceso a los recursos, es decir, solo personal autorizado.

Confidencialidad. Para asegurar la confidencialidad en el medio de comunicación y en los medios de almacenamiento, se utilizan medios de criptografía, tanto simétrica como asimétrica.

Un administrador de redes en general, se encarga principalmente de asegurar la correcta operación de la red, tomando acciones remotas o localmente. Se encarga de administrar cualquier equipo de telecomunicaciones de voz, datos y video, así como de administración remota de fallas, configuración rendimiento, seguridad e inventarios.

Llave privada.

En éste método los datos del transmisor se transforman por medio e un algoritmo público de criptografía con una llave binaria numérica privada solo conocida por el transmisor y por el receptor. El algoritmo más conocido de este tipo es el DES (Data Encription Standard).

El algoritmo opera así:

Mensaje Mensaje Mensaje RX

TX Algoritmo de Algoritmo de

Encriptado desencriptado

Encriptado

Llave privada

Generador de llave

FUNCIONES DE ADMINISTRACIÓN DEFINIDAS POR OSI.

OSI define las cinco funciones de administración básicas siguientes:

Configuración

Fallas

Contabilidad

Comportamiento

Seguridad.

La configuración comprende las funciones de monitoreo y mantenimiento del estado de la red.

La función de fallas incluye la detección, el aislamiento y la corrección de fallas en la red.

La función de contabilidad permite el establecimiento de cargos a usuarios por uso de los recursos de la red.

La función de comportamiento mantiene el comportamiento de la red en niveles aceptables.

La función de seguridad provee mecanismos para autorización, control de acceso, confidencialidad y manejo de claves.

El modelo OSI incluye cinco componentes claves en la administración de red:

CMIS: Common Management Information Services. Éste es el servicio para la colección y transmisión de información de administración de red a las entidades de red que lo soliciten.

CMIP: Common Management Information Protocol. Es el protocolo de OSI que soporta a CMIS, y proporcionael servicio de petición/respuesta que hace posible el intercambio de información de administración de red entre aplicaciones.

SMIS: Specific Management Information Services. Define los servicios específicos de administración de red que se va a instalar, como configuración, fallas, contabilidad, comportamiento y seguridad.

MIB: Management Information Base. Define un modelo conceptual de la información requerida para tomar decisiones de administración de red. La información en el MIB incluye: número de paquetes transmitidos, número de conexiones intentadas, datos de contabilidad, etc...

Servicios de Directorio: Define las funciones necesarias para administrar la información nombrada, como la asociación entre nombres lógicos y direcciones físicas.

PROTOCOLO DE ADMINISTRACIÓN DE RED TCP/IP.

El sistema de administración de red de TCP/IP se basa en el protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol), que ha llegado a ser un estándar de ipso en la industria de comunicación de datos para la administración de redes de computadora, ya que ha sido instalado por múltiples fabricantes de puentes, repetidores, ruteadores, servidores y otros componentes de red.

Para facilitar la transición de SNMP a CMOT (Common Management Information Services and Protocol Over TCP/IP), los dos protocolos emplean la misma base de administración de objetos MIB (Management information Base).

Para hacer mas eficiente la administración de la red, la comunidad de TCP/IP divide las actividades en dos partes:

Monitoreo, o proceso de observar el comportamiento de la red y de sus componentes, para detectar problemas y mejorar su funcionamiento.

Control, o proceso de cambiar el comportamiento de la red en tiempo real ajustando parámetros, mientras la red está en operación, para mejorar el funcionamiento y repara fallas.

ESQUEMA DE ADMINISTRACIÓN.

Como se observa, el agente y la MIB residen dentro del aparato que es monitoreado y controlado. La estación administradora contiene software que opera los protocolos usados para intercambiar datos con los agentes, y software de aplicación de administración de red que provee la interfaz de usuario para a fin de habilitar a un operador para saber el estado de la red , analizar los datos recopilados e invocar funciones de administración.

ESTACION DE ADMINISTRACIÓN DE RED.

AGENTE DEL SISTEMA ADMINISTRADO.

MIB

(Aparato administrado)

El administrador de red controla un elemento de red pidiendo al agente del elemento que actualice los parámetros de configuración y que le de un informe sobre el estado de la MIB. El agente intercambia mensajes con el administrador de la red con el protocolo SNMP. Cualquier elemento que participe en la red puede ser administrado, incluidos host, ruteadores, concentradores, puentes, multiplexores, módems, switches de datos, etc... Cuando el aparato controlado no soporta SNMP, se usa un agente Proxy. El agente Proxy actúa como un intermediario entre la aplicación de administración de red y el aparato no soporta SNMP.

Administración de un aparato que no soporta SMMP:

Estación de AGENTE Aparato

Administración SNMP PROXY Monitorea (no soporta SNMP)

Y configura

MIB el aparato.

Para el aparato

MENSAJES SNMP:

El administrador de red de la estación de control y los agentes instalados en los aparatos manejados se comunican enviando mensajes SNMP. Sólo hay 5 mensajes:

Get request: Contiene una lista de variables que el administrador desea leer de una MIB; es decir, el administrador pregunta a un agente sobre el estado de un objeto.

Get Next request: Este comando provee un modo de leer secuencialmente una MIB.

Set request: El administrador usa este comando para ordenar un cambio en el valor de una o más variables.

Get response: El agente envía este mensaje como réplica a un mensaje de Get request, Get next request o Set request.

Trap: El agente usa este mensaje para informar que ha ocurrido un hecho significativo:

• falla de un enlace local.

• otra vez funciona el enlace.

• mensaje recibido con autentificación incorrecta.

Un mensaje SNMP debe estar totalmente contenido en un datagrama IP, el cuál por omisión, es de 576 bytes, por lo que su tamaño puede llegar a ser de hasta 484 bytes.

TIPOS DE DATOS DE SNMP.

SNMP maneja los siguientes tipos de datos:

Enteros: Para expresar, por ejemplo, el MTU (Maximum Transfer Unit).

Dirección IP: Se expresa como cuatro bytes. Recuérdese que cada elemento de red se configura con al menos una dirección IP.

Dirección física: Se expresa como una cadena de octetos de longitud adecuada; por ejemplo, para una red Ethernet o Token Ring, la dirección física es de 6 octetos.

Contador: Es un entero no negativo de 32 bits, se usa para medir, por ejemplo, el número de mensajes recibidos.

Tabla: es una secuencia de listas.

Cadena de Octetos: Puede tener un valor de 0 a 255 y se usa para identificar una comunidad.

BASE DE DATOS DE ADMINISTRACIÓN: MIB.

La MIB define los objetos de la red operados por el protocolo de administración de red, y las operaciones que pueden aplicarse a cada objeto. Una variable u objeto MIB se define especificando la sintaxis, el acceso, el estado y la descripción de la misma. La MIB no incluye información de administración para aplicaciones como Telnet, FTP o SMTP, debido que es difícil para las compañías fabricantes instrumentar aplicaciones de este tipo para el MIB.

Sintaxis: Especifica el tipo de datos de la variable, entero, cadena dirección IP, etc...

Acceso: Especifica el nivel de permiso como: Leer, leer y escribir, escribir, no accesible.

Estado: Define si la variable es obligatoria u opcional.

Descripción: Describe textualmente a la variable.

La MBI-1 define solo 126 objetos de administración, divididos en los siguientes grupos:

Grupo de Sistemas.

Se usa para registrar información del sistema el cual corre la familia de protocolos, por ejemplo:

Compañía fabricante del sistema.

Revisión del Software.

Tiempo que el sistema ha estado operando.

Grupo de Interfaces.

Registra la información genérica acerca de cada interface de red, como el número de mensajes erróneos en la entrada y salida, el número de paquetes transmitidos y recibidos, el número de paquetes de broadcast enviados, MTU del aparato, etc...

Grupo de traducción de dirección.

Comprende las relaciones entre direcciones IP y direcciones específicas de la red que deben soportar, como la tabla ARP, que relaciona direcciones IP con direcciones físicas de la red LAN.

Grupo IP.

Almacena información propia de la capa IP, como datagramas transmitidos y recibidos, conteo de datagramas erróneos, etc... También contiene información de variables de control que permite aplicaciones remotas puedan ajustar el TTL (Time To Live) de omisión de IP y manipular las tablas de ruteo de IP.

Grupo TCP

Este grupo incluye información propia del protocolo TCP, como estadísticas del número de segmentos transmitidos y recibidos, información acerca de conexiones activas como dirección IP, puerto o estado actual.

Grupo de ICMP y UDP.

Mismo que el grupo IP y TCP.

Grupo EGP.

En este grupo se requieren sistemas(ruteadores) que soporten EGP.

MIB-II.

La MIB -II pretende extender los datos de administración de red empleados en redes Ethernet y Wan usando ruteadores a una orientación enfocada a múltiples medios de administración en redes Lan y Wan. Además agrega dos grupos más:

Grupo de Transmisión.

Grupo que soporta múltiples tipos de medios de comunicación, como cable coaxial, cable UTP, cable de fibra óptica y sistemas TI/EI.

Grupo SNMP.

Incluye estadísticas sobre tráfico de red SNMP.

Cabe señalar que un elemento de red, solo necesita soportar los grupos que tienen sentido para él.

SEGURIDAD.

En redes de computadoras, como en otros sistemas, su propósito es de reducir riesgos a un nivel aceptable, con medidas apropiadas. La seguridad comprende los tópicos siguientes:

Identificación: (ID) es la habilidad de saber quién es el usuario que solicita hacer uso del servicio.

Autentificación: Es la habilidad de probar que alguien es quien dice ser; prueba de identidad. Por ejemplo un password secreto que solo el usuario debe conocer.

Control de Acceso: una vez que se sabe y se puede probar que un usuario es quien es, es sistema decide lo que le permite hacer.

Confidencialidad: Es la protección de la información para que no pueda ser vista ni entendida por personal no autorizado.

Integridad: Es la cualidad que asegura que el mensaje es seguro, que no ha sido alterado. La integridad provee la detección del uso no autorizado de la información y de la red.

No repudiación: La no repudiación es la prevención de la negación de que un mensaje ha sido enviado o recibido y asegura que el enviador del mensaje no pueda negar que lo envió o que el receptor niegue haberlo recibido. La propiedad de no repudiación de un sistema de seguridad de redes de cómputo se basa en el uso de firmas digitales.

FIRMA DIGITAL.

Es un método para verificar el origen y el contenido de un documento electrónico. Se basa en la idea que si el texto de un documento se procesa con un algoritmo de encripción, luego cualquier cambio en el documento original causará un cambio en la salida del proceso de encripción, el cual será fácilmente detectado. El mecanismo de encripción se llama algoritmo Hash, y la salida del proceso se denomina compendio. La creación del compendio del mensaje cuya llave solo es conocida para el enviador se llama firma digital.

La función del Hash se basa en el algoritmo de encripción de DES. Si se desea mantener secreto el mensaje original, puede encriptarse con una llave privada. Generalmente no se usa una llave pública porque este método es más lento que el método de encripción DES.

Operación de la firma digital.

Transmisor A Transmisor B

Mensaje

Mensaje

Función de Hash

Función de Hash

Mensaje Apéndice

Compendio Desencripción Llave

Pública A

Encripción

Compendio Compendio

Apéndice enviado recreado

Llave Si los compendios son iguales,

Privada de A la firma digital es válida.

CRIPTOGRAFIA.

Es la técnica que hace ininteligible la información cuando es transmitida, convirtiéndola en un texto cifrado. En el receptor se restaura el texto cifrado a la información original o texto claro con el proceso de criptografía inverso.

El proceso de encripción se usa un algoritmo que transforma los datos a un texto cifrado empleando una o mas llaves de encripción durante el proceso de transformación. El texto cifrado es inentendible para cualquier receptor sin el uso del algoritmo de encripción y de la llave correcta para desencriptar la información.

Hay dos métodos de encripción:

Simétrica o de llave privada: conocida por el transmisor y por el receptor para encriptar y desencriptar el mensaje.

Asimétrica : usa una llave pública para la encripción del mensaje y una llave privada para la desencripción del mensaje. Como se verá más adelante, las llaves privada y pública están relacionadas matemáticamente.

Encripción con método de llave privada.

Llave privada

Conocida por A y B

A Algoritmo de encripción Algoritmo de desencripción B

Texto claro Texto cifrado Texto claro

El emisor A genera Información a un texto claro, el cual es sometido a un proceso de encripción usando un algoritmo de encripción usando un algoritmo de encripción y una llave privada para generar el texto cifrado que se transmite.

El contenido del texto cifrado depende ahora de dos elementos: el algoritmo de criptografía y la llave de encripción, la cual es secreta y solo conocida por A y B.

Aportación Personal.

La Administración de red es la forma de aprovechar al máximo los recursos tanto físicos como internos de la red, manteniéndola operativa y segura para los usuarios. En una administración de red interactúan varios factores que trabajan conjuntamente para proporcionarnos información sobre la situación en que se encuentra nuestra red, y darle posible solución.