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Tema 11

Índice del Tema 11
Junio 2015

PAR: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9| 10| 11| 12

• Tema 11: La capa de transporte.
  • Conceptos generales
  • Estándares
  • Técnicas
  • Herramientas
  • Actividades
  • Bibliografía y referencias

Conceptos generales

La capa de red transfiere datagramas entre dos ordenadores a través de la red utilizando como identificadores las direcciones IP. La capa de transporte añade la noción de puerto para distinguir entre los muchos destinos dentro de un mismo host. No es suficiente con indicar la dirección IP del destino, además hay que especificar la aplicación que recogerá el mensaje. Cada aplicación que esté esperando un mensaje utiliza un número de puerto distinto; más concretamente, la aplicación está a la espera de un mensaje en un puerto determinado (escuchando un puerto).

Pero no sólo se utilizan los puertos para la recepción de mensajes, también para el envío: todos los mensajes que envíe un ordenador debe hacerlo a través de uno de sus puertos. El siguiente diagrama representa una transmisión entre el ordenador 194.35.133.5 y el 135.22.8.165. El primero utiliza su puerto 1256 y el segundo, el 80.

La capa de transporte transmite mensajes entre las aplicaciones de dos ordenadores. Por ejemplo, entre nuestro navegador de páginas web y un servidor de páginas web, o entre nuestro programa de correo electrónico y un servidor de correo.

Puertos

Un ordenador puede estar conectado con distintos servidores a la vez; por ejemplo, con un servidor de noticias y un servidor de correo. Para distinguir las distintas conexiones dentro de un mismo ordenador se utilizan los puertos.

Un puerto es un número de 16 bits, por lo que existen 65536 puertos en cada ordenador. Las aplicaciones utilizan estos puertos para recibir y transmitir mensajes.

La asignación de puertos puede obtenerse desde el IANA

Se pueden clasificar en

• Puertos bien conocidos (Known Ports: 0 hasta 1023).
• Puertos registrados (Registered Ports: 1024 hasta 49151)
• Puertos dinámicos y/o privados (Dynamic and/or Private Ports: 49152 hasta 65535)

A continuación se muestra una lista de los puertos más importantes.

Puertos bien conocidos

Puerto/ protocolo	Descripción
0/udp	Reservado
20/tcp	FTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Ficheros) - datos
21/tcp	FTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Ficheros) - control
22/tcp	SSH, scp, SFTP
23/tcp	Telnet manejo remoto de equipo, inseguro
25/tcp	SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Protocolo Simple de Transferencia de Correo)
53/tcp	DNS Domain Name System (Sistema de Nombres de Dominio)
53/udp	DNS Domain Name System (Sistema de Nombres de Dominio)
67/udp	BOOTP BootStrap Protocol (Server), también usado por DHCP
68/udp	BOOTP BootStrap Protocol (Client), también usado por DHCP
69/udp	TFTP Trivial File Transfer Protocol (Protocolo Trivial de Transferencia de Ficheros)
80/tcp	HTTP HyperText Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de HiperTexto) (WWW)
88/tcp	Kerberos Agente de autenticación
110/tcp	POP3 Post Office Protocol (E-mail)
123/udp	NTP Protocolo de sincronización de tiempo
123/tcp	NTP Protocolo de sincronización de tiempo
137/tcp	NetBIOS Servicio de nombres
137/udp	NetBIOS Servicio de nombres
138/tcp	NetBIOS Servicio de envío de datagramas
138/udp	NetBIOS Servicio de envío de datagramas
139/tcp	NetBIOS Servicio de sesiones
139/udp	NetBIOS Servicio de sesiones
143/tcp	IMAP4 Internet Message Access Protocol (E-mail)
161/tcp	SNMP Simple Network Management Protocol
161/udp	SNMP Simple Network Management Protocol
389/tcp	LDAP Protocolo de acceso ligero a Bases de Datos
389/udp	LDAP Protocolo de acceso ligero a Bases de Datos
443/tcp	HTTPS/SSL para la transferencia segura de páginas web
445/tcp	Microsoft-DS (Active Directory, compartición en Windows, gusano Sasser, Agobot)
445/udp	Microsoft-DS compartición de ficheros
465/tcp	SMTP Sobre SSL. Envío de correo electrónico (E-mail)
631/tcp	CUPS sistema de impresión de Unix
993/tcp	IMAP4 sobre SSL (E-mail)
995/tcp	POP3 sobre SSL (E-mail)
1023/tcp	Reservado
1023/udp	Reservado

Puertos registrados

Puerto/ protocolo	Descripción
1024/tcp/	Reservado
1024/udp	Reservado
1433/tcp	Microsoft-SQL-Server
1512/tcp	WINS Windows Internet Naming Service
2049/tcp	NFS Archivos del sistema de red
3128/tcp	HTTP web cache y por defecto en Squid cache
3306/tcp	MySQL sistema de gestión de bases de datos
3389/tcp	RDP (Remote Desktop Protocol) Terminal Server
4662/tcp	eMule (aplicación de compartición de ficheros)
4672/udp	eMule (aplicación de compartición de ficheros)
4899/tcp	RAdmin (Remote Administrator), herramienta de administración remota (normalmente troyanos)
5432/tcp	PostgreSQL sistema de gestión de bases de datos
5631/tcp	PC-Anywhere protocolo de escritorio remoto
5632/udp	PC-Anywhere protocolo de escritorio remoto
5400/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5500/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5600/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5700/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5800/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5900/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (conexión normal)
6881/tcp	BitTorrent puerto por defecto
6969/tcp	BitTorrent puerto de tracker
8080/tcp	HTTP alternativo. Proxy Web el servidor de almacenamiento en caché. Tomcat.
8118/tcp	privoxy
10000/tcp	Webmin (Administración remota web)
31337/tcp	Back Orifice herramienta de administración remota (por lo general troyanos)
49151/tcp	Reservado
49151/udp	Reservado

Puede encontrarse las lista completa con el servicio asociado en http://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-numbers.xhtml

Estándares

Protocolo UDP

El protocolo UDP (User Datagram Protocol, protocolo de datagrama de usuario) proporciona una comunicación muy sencilla entre las aplicaciones de dos ordenadores. Al igual que el protocolo IP, UDP es:

• No orientado a conexión. No se establece una conexión previa con el otro extremo para transmitir un mensaje UDP. Los mensajes se envían sin más y éstos pueden duplicarse o llegar desordenados al destino.
• No fiable. Los mensajes UDP se pueden perder o llegar dañados.

UDP utiliza el protocolo IP para transportar sus mensajes. Como vemos, no añade ninguna mejora en la calidad de la transferencia; aunque sí incorpora los puertos origen y destino en su formato de mensaje. Las aplicaciones (y no el protocolo UDP) deberán programarse teniendo en cuenta que la información puede no llegar de forma correcta.

		Encabezado UDP	Área de datos UDP
	Encabezado del datagrama	Área de datos del datagrama IP
Encabezado de la trama	Área de datos de la trama			Final de la trama

Formato del mensaje UDP

0										10										20										30
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1
Puerto UDP origen																Puerto UDP destino
Longitud mensaje UDP																Suma verificación UDP
Datos
...

• Puerto UDP de origen (16 bits, opcional). Número de puerto de la máquina origen.
• Puerto UDP de destino (16 bits). Número de puerto de la máquina destino.
• Longitud del mensaje UDP (16 bits). Especifica la longitud medida en bytes del mensaje UDP incluyendo la cabecera. La longitud mínima es de 8 bytes.
• Suma de verificación UDP (16 bits, opcional). Suma de comprobación de errores del mensaje. Para su cálculo se utiliza una pseudo-cabecera que también incluye las direcciones IP origen y destino. Para conocer estos datos, el protocolo UDP debe interactuar con el protocolo IP.
• Datos. Aquí viajan los datos que se envían las aplicaciones. Los mismos datos que envía la aplicación origen son recibidos por la aplicación destino después de atravesar toda la Red de redes.

Protocolo TCP

El protocolo TCP (Transmission Control Protocol, protocolo de control de transmisión) está basado en IP que es no fiable y no orientado a conexión, y sin embargo es:

• Orientado a conexión. Es necesario establecer una conexión previa entre las dos máquinas antes de poder transmitir ningún dato. A través de esta conexión los datos llegarán siempre a la aplicación destino de forma ordenada y sin duplicados. Finalmente, es necesario cerrar la conexión.
• Fiable. La información que envía el emisor llega de forma correcta al destino.

El protocolo TCP permite una comunicación fiable entre dos aplicaciones. De esta forma, las aplicaciones que lo utilicen no tienen que preocuparse de la integridad de la información: dan por hecho que todo lo que reciben es correcto.

El flujo de datos entre una aplicación y otra viajan por un circuito virtual. Sabemos que los datagramas IP pueden seguir rutas distintas, dependiendo del estado de los encaminadores intermedios, para llegar a un mismo sitio. Esto significa que los datagramas IP que transportan los mensajes siguen rutas diferentes aunque el protocolo TCP logré la ilusión de que existe un único circuito por el que viajan todos los bytes uno detrás de otro (algo así como una tubería entre el origen y el destino). Para que esta comunicación pueda ser posible es necesario abrir previamente una conexión. Esta conexión garantiza que los todos los datos lleguen correctamente de forma ordenada y sin duplicados. La unidad de datos del protocolo es el byte, de tal forma que la aplicación origen envía bytes y la aplicación destino recibe estos bytes.

Sin embargo, cada byte no se envía inmediatamente después de ser generado por la aplicación, sino que se espera a que haya una cierta cantidad de bytes, se agrupan en un segmento y se envía el segmento completo. Para ello son necesarias unas memorias intermedias o buffers. Cada uno de estos segmentos viaja en el campo de datos de un datagrama IP. Si el segmento es muy grande será necesario fragmentar el datagrama, con la consiguiente pérdida de rendimiento; y si es muy pequeño, se estarán enviando más cabeceras que datos. Por consiguiente, es importante elegir el mayor tamaño de segmento posible que no provoque fragmentación.

		Encabezado TCP	Área de datos TCP
	Encabezado del datagrama	Área de datos del datagrama IP
Encabezado de la trama	Área de datos de la trama			Final de la trama

El protocolo TCP envía un flujo de información no estructurado. Esto significa que los datos no tienen ningún formato, son únicamente los bytes que una aplicación envía a otra. Ambas aplicaciones deberán ponerse de acuerdo para comprender la información que se están enviando.

Cada vez que se abre una conexión, se crea un canal de comunicación bidireccional en el que ambas aplicaciones pueden enviar y recibir información, es decir, una conexión es full-dúplex.

Formato del segmento TCP

Ya hemos comentado que el flujo de bytes que produce una determinada aplicación se divide en uno o más segmentos TCP para su transmisión. Cada uno de estos segmentos viaja en el campo de datos de un datagrama IP. Para facilitar el control de flujo de la información los bytes de la aplicación se numeran. De esta manera, cada segmento indica en su cabecera el primer byte que transporta. Las confirmaciones o acuses de recibo (ACK) representan el siguiente byte que se espera recibir (y no el número de segmento recibido, ya que éste no existe).

0										10										20										30
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1
Puerto TCP origen																Puerto TCP destino
Número de secuencia
Número de acuse de recibo
HLEN				Reservado						Bits código						Ventana
Suma de verificación																Puntero de urgencia
Opciones (si las hay)																								Relleno
Datos
...

• Puerto fuente (16 bits). Puerto de la máquina origen. Al igual que el puerto destino es necesario para identificar la conexión actual.
• Puerto destino (16 bits). Puerto de la máquina destino.
• Número de secuencia (32 bits). Indica el número de secuencia del primer byte que trasporta el segmento.
• Número de acuse de recibo (32 bits). Indica el número de secuencia del siguiente byte que se espera recibir. Con este campo se indica al otro extremo de la conexión que los bytes anteriores se han recibido correctamente.
• HLEN (4 bits). Longitud de la cabecera medida en múltiplos de 32 bits (4 bytes). El valor mínimo de este campo es 5, que corresponde a un segmento sin datos (20 bytes).
• Reservado (6 bits). Bits reservados para un posible uso futuro.
• Bits de código o indicadores (6 bits). Los bits de código determinan el propósito y contenido del segmento. A continuación se explica el significado de cada uno de estos bits (mostrados de izquierda a derecha) si está a 1.

• URG. El campo Puntero de urgencia contiene información válida.
• ACK. El campo Número de acuse de recibo contiene información válida, es decir, el segmento actual lleva un ACK. Observemos que un mismo segmento puede transportar los datos de un sentido y las confirmaciones del otro sentido de la comunicación.
• PSH. La aplicación ha solicitado una operación push (enviar los datos existentes en la memoria temporal sin esperar a completar el segmento).
• RST. Interrupción de la conexión actual.
• SYN. Sincronización de los números de secuencia. Se utiliza al crear una conexión para indicar al otro extremo cual va a ser el primer número de secuencia con el que va a comenzar a transmitir (veremos que no tiene porqué ser el cero).
• FIN. Indica al otro extremo que la aplicación ya no tiene más datos para enviar. Se utiliza para solicitar el cierre de la conexión actual.

• Ventana (16 bits). Número de bytes que el emisor del segmento está dispuesto a aceptar por parte del destino.
• Suma de verificación (24 bits). Suma de comprobación de errores del segmento actual. Para su cálculo se utiliza una pseudo-cabecera que también incluye las direcciones IP origen y destino.
• Puntero de urgencia (8 bits). Se utiliza cuando se están enviando datos urgentes que tienen preferencia sobre todos los demás e indica el siguiente byte del campo Datos que sigue a los datos urgentes. Esto le permite al destino identificar donde terminan los datos urgentes. Nótese que un mismo segmento puede contener tanto datos urgentes (al principio) como normales (después de los urgentes).
• Opciones (variable). Si está presente únicamente se define una opción: el tamaño máximo de segmento que será aceptado.
• Relleno. Se utiliza para que la longitud de la cabecera sea múltiplo de 32 bits.
• Datos. Información que envía la aplicación.

Fiabilidad

¿Cómo es posible enviar información fiable basándose en un protocolo no fiable? Es decir, si los datagramas que transportan los segmentos TCP se pueden perder, ¿cómo pueden llegar los datos de las aplicaciones de forma correcta al destino?

La respuesta a esta pregunta es sencilla: cada vez que llega un mensaje se devuelve una confirmación (acknowledgement) para que el emisor sepa que ha llegado correctamente. Si no le llega esta confirmación pasado un cierto tiempo, el emisor reenvía el mensaje.

Veamos a continuación la manera más sencilla (aunque ineficiente) de proporcionar una comunicación fiable. El emisor envía un dato, arranca su temporizador y espera su confirmación (ACK). Si recibe su ACK antes de agotar el temporizador, envía el siguiente dato. Si se agota el temporizador antes de recibir el ACK, reenvía el mensaje. Los siguientes esquemas representan este comportamiento:

TCP - Confirmaciones positivas (ACK)

TCP - Temporizador

Este esquema es perfectamente válido aunque muy ineficiente debido a que sólo se utiliza un sentido de la comunicación a la vez y el canal está desaprovechado la mayor parte del tiempo. Para solucionar este problema se utiliza un protocolo de ventana deslizante, que se resume en el siguiente esquema. Los mensajes y las confirmaciones van numerados y el emisor puede enviar más de un mensaje antes de haber recibido todas las confirmaciones anteriores.

TCP - Ventana deslizante

Conexiones

Una conexión son dos pares dirección IP:puerto. No puede haber dos conexiones iguales en un mismo instante en toda la Red. Aunque bien es posible que un mismo ordenador tenga dos conexiones distintas y simultáneas utilizando un mismo puerto. El protocolo TCP utiliza el concepto de conexión para identificar las transmisiones. En el siguiente ejemplo se han creado tres conexiones. Las dos primeras son al mismo servidor Web (puerto 80) y la tercera a un servidor de FTP (puerto 21).

Host 1	Host 2
194.35.133.5:1256	135.22.8.165:80
184.42.15.16:1305	135.22.8.165:80
184.42.15.16:1323	135.22.10.15:21

Para que se pueda crear una conexión, el extremo del servidor debe hacer una apertura pasiva del puerto (escuchar su puerto y quedar a la espera de conexiones) y el cliente, una apertura activa en el puerto del servidor (conectarse con el puerto de un determinado servidor).

Nota: El comando NetStat muestra las conexiones abiertas en un ordenador, así como estadísticas de los distintos protocolos de Internet.

Establecimiento de una conexión

Antes de transmitir cualquier información utilizando el protocolo TCP es necesario abrir una conexión. Un extremo hace una apertura pasiva y el otro, una apertura activa. El mecanismo utilizado para establecer una conexión consta de tres vías.

TCP - Establecimiento de una conexión

1. La máquina que quiere iniciar la conexión hace una apertura activa enviando al otro extremo un mensaje que tenga el bit SYN activado. Le informa además del primer número de secuencia que utilizará para enviar sus mensajes.
2. La máquina receptora (un servidor generalmente) recibe el segmento con el bit SYN activado y devuelve la correspondiente confirmación. Si desea abrir la conexión, activa el bit SYN del segmento e informa de su primer número de secuencia. Deja abierta la conexión por su extremo.
3. La primera máquina recibe el segmento y envía su confirmación. A partir de este momento puede enviar datos al otro extremo. Abre la conexión por su extremo.
4. La máquina receptora recibe la confirmación y entiende que el otro extremo ha abierto ya su conexión. A partir de este momento puede enviar ella también datos. La conexión ha quedado abierta en los dos sentidos.

Observamos que son necesarios 3 segmentos para que ambas máquinas abran sus conexiones y sepan que la otra también está preparada.

Números de secuencia.— Se utilizan números de secuencia distintos para cada sentido de la comunicación. Como hemos visto el primer número para cada sentido se acuerda al establecer la comunicación. Cada extremo se inventa un número aleatorio y envía éste como inicio de secuencia. Observamos que los números de secuencia no comienzan entonces en el cero. ¿Por qué se procede así? Uno de los motivos es para evitar conflictos: supongamos que la conexión en un ordenador se interrumpe nada más empezar y se crea una nueva. Si ambas han empezado en el cero es posible que el receptor entienda que la segunda conexión es una continuación de la primera (si utilizan los mismos puertos).

Cierre de una conexión

Cuando una aplicación ya no tiene más datos que transferir, el procedimiento normal es cerrar la conexión utilizando una variación del mecanismo de 3 vías explicado anteriormente.

El mecanismo de cierre es algo más complicado que el de establecimiento de conexión debido a que las conexiones son full-duplex y es necesario cerrar cada uno de los dos sentidos de forma independiente.

TCP - Cierre de una conexión

1. La máquina que ya no tiene más datos que transferir, envía un segmento con el bit FIN activado y cierra el sentido de envío. Sin embargo, el sentido de recepción de la conexión sigue todavía abierto.
2. La máquina receptora recibe el segmento con el bit FIN activado y devuelve la correspondiente confirmación. Pero no cierra inmediatamente el otro sentido de la conexión sino que informa a la aplicación de la petición de cierre. Aquí se produce un lapso de tiempo hasta que la aplicación decide cerrar el otro sentido de la conexión.
3. La primera máquina recibe el segmento ACK.
4. Cuando la máquina receptora toma la decisión de cerrar el otro sentido de la comunicación, envía un segmento con el bit FIN activado y cierra la conexión.
5. La primera máquina recibe el segmento FIN y envía el correspondiente ACK. Observemos que aunque haya cerrado su sentido de la conexión sigue devolviendo las confirmaciones.
6. La máquina receptora recibe el segmento ACK.

Técnicas

NAT (Network Address Translation)

Es un estándar creado por la Internet Engineering Task Force (IETF) el cual utiliza una o más direcciones IP para conectar varios computadores a otra red (normalmente a Internet), los cuales tiene una dirección IP completamente distinta (normalmente una IP no válida de Internet). Por lo tanto, se puede utilizar para dar salida a redes públicas a computadores que se encuentran con direccionamiento privado o para proteger máquinas públicas.

Fue inicialmente propuesto como otra solución para la extinción de direcciones IP. Como ya sabemos para poder comunicarse en Internet se requieren direcciones IP públicas únicas (“legales”) para cada host. La idea en la que se basa NAT es que sólo una pequeña parte de la red de una organización está conectada con el exterior simultáneamente, es decir, sólo se asigna una dirección IP pública oficial a un host cuando va a comunicarse con el exterior, por tanto, solo es necesario un pequeño número de direcciones públicas. Los hosts internos pueden utilizar direcciones IP privadas (o direcciones IP no oficiales) y para los paquetes de salida el dispositivo NAT cambia la dirección origen privada por una dirección pública oficial. Igualmente para los paquetes de entrada el dispositivo NAT cambia la dirección pública por otra privada.

Funcionamiento

El protocolo TCP/IP tiene la capacidad de generar varias conexiones simultáneas con un dispositivo remoto. Para realizar esto, dentro de la cabecera de un paquete IP, existen campos en los que se indica la dirección fuente y destino con sus respectivos puertos. Esta combinación de números define una única conexión.

Un encaminador NAT cambia la dirección fuente (lo que se conoce como SNAT, Source NAT) en cada paquete de salida y, dependiendo del método, también el puerto de fuente para que sea único. Estas traducciones de dirección se almacenan en una tabla, para recordar que dirección y puerto le corresponde a cada dispositivo cliente y así saber donde deben regresar los paquetes de respuesta. Si un paquete que intente ingresar a la red interna no existe en la tabla de traducciones, entonces es descartado. Por ello las conexiones que se inicien en el exterior (Internet) hacia el interior (Intranet) no están permitidas, lo que hace que dicho encaminador NAT tenga el “efecto secundario” de servir de cortafuegos.

Debido a este comportamiento, si queremos ofrecer al exterior (Internet) un servicio, se puede definir en la tabla que en un determinado puerto y dirección, se pueda acceder a un determinado dispositivo, como por ejemplo un servidor web, lo que se denomina NAT inverso o DNAT (Destination NAT).

Resumiendo:

SNAT - Source NAT es cuando alteramos el origen del primer paquete: esto es, estamos cambiando el lugar de donde viene la conexión. Source NAT siempre se hace después del encaminamiento, justo antes de que el paquete salga por el cable. El enmascaramiento es una forma especializada de SNAT.

DNAT - Destination NAT es cuando alteramos la dirección de destino del primer paquete: esto es, cambiamos la dirección a donde se dirige la conexión. DNAT siempre se hace antes del encaminamiento, cuando el paquete entra por el cable. El port forwarding (reenvío de puerto), el balanceo de carga y el proxy transparente son formas de DNAT.

Tipos de NAT

NAT tiene muchas formas de funcionamiento, entre las que destaca:

• NAT estático (Static NAT): Realiza un mapeo en la que una dirección IP privada se traduce a una correspondiente dirección IP pública de forma unívoca. Normalmente se utiliza cuando un dispositivo necesita ser accesible desde fuera de la red privada.
• NAT dinámico (Dynamic NAT): Varias direcciones IP privadas se traducen a una dirección pública. Por ejemplo, si un router posee la IP pública 194.68.10.10, esta dirección se utiliza para representar todo un rango de direcciones privadas como puede ser 192.168.1.x. Implementando esta forma de NAT se genera automáticamente un firewall entre la red pública y la privada, ya que sólo se permite la conexión que se origina desde ésta última.

Sobrecarga

La forma más utilizada de NAT, proviene del NAT dinámico ya que toma múltiples direcciones IP privadas (normalmente entregadas mediante DHCP) y las traduce a una única dirección IP pública utilizando diferentes puertos. Esto se conoce también como PAT (Port Address Translation - Traducción de Direcciones por Puerto), NAT de única dirección o NAT multiplexado a nivel de puerto. Otra denominación es Network Address Port Translation (NAPT).

Herramientas

netstat

Es una herramienta que se ejecuta en modo terminal y que permite ver los puertos que nuestro equipo tiene abiertos.

Está disponible tanto en Windows como en Linux. A menudo se utiliza con opciones, de las cuales las más frecuentes son:

-a:  Muestra todas las conexiones
-n:  Muestra números de puerto
-p:  Muestra programa o aplicación que está usando el puerto
-t:  Puertos TCP (sólo Linux)
-u:  Puertos UDP(sólo Linux)
-l:  Sólo puertos en modo escucha.

Archivo:Netstat -na (Windows).png

netstat -na (Windows)

Archivo:Netstat -punta (Linux).png

netstat -punta (Linux)

nmap

Es una herramienta que se ejecuta en modo terminal y que permite ver los puertos que otro equipo tiene abiertos. Es una herramienta disponible para Windows y Linux, aunque no viene instalada por defecto. Es necesario instalarla.

Nmap es extremadamente potente y dispone de numerosas opciones para realizar distintos tipos de sondeos o escaneos. Dichas opciones pueden consultarse en la página de manual propia.

Archivo:Nmap -sS 192.168.1.1 (Sondeo de puertos abiertos).png

nmap -sS 192.168.1.1 (Sondeo de puertos abiertos)

Archivo:Man nmap (Página de manual de nmap en Linux).png

man nmap (Página de manual de nmap en Linux)

Existe un front-end gráfico conocido como zenmap.

Archivo:Zenmap (front-end para nmap).png

zenmap (front-end para nmap)

Cortafuegos

Un cortafuegos (firewall en inglés) es una parte de un sistema o una red que está diseñada para bloquear el acceso no autorizado, permitiendo al mismo tiempo comunicaciones autorizadas.

Se trata de un dispositivo o conjunto de dispositivos configurados para permitir, limitar, cifrar, descifrar, el tráfico entre los diferentes ámbitos sobre la base de un conjunto de normas y otros criterios.

Existen 2 tipos de cortafuegos:

• Personales
• De red

Los cortafuegos personales son los que el usuario final instala en su equipo con el fin de proteger dicho equipo.

Los cortafuegos de red son los que se instalan en una Intranet con el fin de proteger todos los equipos que se hallen detrás de él. Una variante de los cortafuegos de red son los cortafuegos de nivel de aplicación de tráfico HTTP, que suelen conocerse mayormente como proxy o proxy-caché (si este dispone de cacheo de páginas web), y permite que los ordenadores de una organización entren a Internet de una forma controlada.

De ahora en adelante nos ocuparemos de los cortafuegos de red.

Los cortafuegos pueden ser implementados en hardware o software, o una combinación de ambos. Los cortafuegos se utilizan con frecuencia para evitar que los usuarios de Internet no autorizados tengan acceso a redes privadas conectadas a Internet, especialmente intranets. Todos los mensajes que entren o salgan de la intranet pasan a través del cortafuegos, que examina cada mensaje y bloquea aquellos que no cumplen los criterios de seguridad especificados. También es frecuente conectar al cortafuegos a una tercera red, llamada «zona desmilitarizada» o DMZ, en la que se ubican los servidores de la organización que deben permanecer accesibles desde la red exterior.

Un cortafuegos correctamente configurado añade una protección necesaria a la red, pero que en ningún caso debe considerarse suficiente. La seguridad informática abarca más ámbitos y más niveles de trabajo y protección.

Políticas del cortafuegos

Hay dos políticas básicas en la configuración de un cortafuegos que cambian radicalmente la filosofía fundamental de la seguridad en la organización:

• Política restrictiva: Se deniega todo el tráfico excepto el que está explícitamente permitido. El cortafuegos obstruye todo el tráfico y hay que habilitar expresamente el tráfico de los servicios que se necesiten. Esta aproximación es la que suelen utilizar la empresas y organismos gubernamentales.
• Política permisiva: Se permite todo el tráfico excepto el que esté explícitamente denegado. Cada servicio potencialmente peligroso necesitará ser aislado básicamente caso por caso, mientras que el resto del tráfico no será filtrado. Esta aproximación la suelen utilizar universidades, centros de investigación y servicios públicos de acceso a Internet.

La política restrictiva es la más segura, ya que es más difícil permitir por error tráfico potencialmente peligroso, mientras que en la política permisiva es posible que no se haya contemplado algún caso de tráfico peligroso y sea permitido por omisión.

Ejemplos de cortarfuegos para Linux

• iptables (su sucesor será nftables)
• IPCop
• Shorewall
• SmoothWall
• UFW – Uncomplicated Firewall

Proxy-caché

El término proxy significa intermediario. Un proxy es un equipo o software intermediario que hace peticiones a distintos servidores en representación del equipo que se halla detrás de proxy haciendo uso de él. Las peticiones más frecuentes son aquellas que se realizan a páginas web aunque pueden ser de otro tipo. Pueden ser peticiones HTTP(páginas web), FTP(transferencia de archivos), DNS(resolución de nombres), …

Cuando un proxy hace una petición a un servidor aparece como origen de la petición el mismo proxy ocultando de esta forma el equipo que realizó la petición original detrás del proxy.

Los proxies suelen disponer de una memoria denominada caché donde se van almacenando el resultado de todas las peticiones por si en un futuro próximo otro equipo detrás del proxy realizase la misma petición. Esto tiene dos ventajas:

• Aumenta la velocidad de obtención de respuesta puesto que está almacenada en la caché.
• Ahorra ancho de banda puesto que dicha petición no tiene que volver a hacerse al servidor.

Debido a que la mayoría de los proxies disponen de una caché, el término empleado para referirse a ellos es el de proxy-caché. En algún caso particular un proxy podría no disponer de caché pero, entonces, no dispondría de las ventajas indicadas anteriormente. Soló proporcionaría cierto anonimato al equipo que realiza peticiones detrás del proxy.

Resumiendo, un proxy, o servidor proxy, en una red informática, es un servidor (un programa o sistema informático), que sirve de intermediario en las peticiones de recursos que realiza un cliente (A) a otro servidor (C). Por ejemplo, si una hipotética máquina A solicita un recurso a C, lo hará mediante una petición a B, que a su vez trasladará la petición a C; de esta forma C no sabrá que la petición procedió originalmente de A. Esta situación estratégica de punto intermedio suele ser aprovechada para soportar una serie de funcionalidades: control de acceso, registro del tráfico, prohibir cierto tipo de tráfico, mejorar el rendimiento, mantener el anonimato, proporcionar Caché web, etc; este último sirve para acelerar y mejorar la experiencia del usuario.

Tipos de proxy-caché según localización

• Proxy local

En este caso el que quiere implementar la política es el mismo que hace la petición. Por eso se le llama local. Suelen estar en la misma máquina que el cliente que hace las peticiones. Son muy usados para que el cliente pueda controlar el tráfico y pueda establecer reglas de filtrado que por ejemplo pueden asegurar que no se revela información privada (Proxys de filtrado para mejora de la privacidad).

• Proxy externo

El que quiere implementar la política del proxy es una entidad externa. Por eso se le llama externo. Se suelen usar para implementar cacheos, bloquear contenidos, control del tráfico, compartir IP, etc.

Tipos de proxy según su uso

Los proxies que veremos a continuación son todos ellos externos.

• Proxy HTTP, FTP, …

Es el tipo de proxy más conocido. Es utilizado ampliamente como intermediario y memoria caché entre una red local e Internet. El tipo de tráfico cacheado principalmente es HTTP y FTP. A menudo se le añade un filtro de contenido con listas negras para bloqueo de determinados sitios. Puede además estar complementado con algún tipo de antivirus que comprobará todo el tráfico destinado a los equipos de la red local, con lo cual, en principio, no sería necesario de disponer de antivirus en cada PC de red, aunque si aconsejable.

Un software muy popular para proxy-caché http es Squid.

• Caché DNS

Un servidor de nombres (DNS) en nuestra red local no tiene porque tener configurado un dominio. La configuración más simple es aquella en la cual únicamente actúa como caché DNS (el término proxy no se suele utilizar en este caso). Una caché DNS permite a un navegador web adquirir información de DNS de dicha caché, siempre que esta información se haya almacenado en caché peticiones anteriores, sin la necesidad de acceder a los servidores DNS públicos, lo que resulta en la navegación web más rápida.

El software más utilizado tanto de servidor DNS como caché DNS es Bind. Un software más ligero es dnsmasq.

• Proxy inverso

Un servidor proxy inverso es un dispositivo de seguridad que suele desplegarse en la DMZ de una red para proteger a los servidores HTTP de una intranet corporativa, realizando funciones de seguridad que protegen a los servidores internos de ataques de usuarios en Internet.

El servidor proxy inverso protege a los servidores HTTP internos proporcionando un punto de acceso único a la red interna.

El administrador puede utilizar las características de autenticación y control de acceso del servidor proxy inverso para controlar quién puede acceder a los servidores internos y controlar a qué servidores puede acceder cada usuario individual.

Todo el tráfico hacia los servidores de la intranet parece dirigido a una única dirección de red (la dirección del servidor proxy inverso).

El administrador realiza configuraciones de correlación de URL en el servidor proxy inverso que hace esta redirección posible. Todo el tráfico enviado a los usuarios de Internet desde los servidores internos parece proceder de una única dirección de red.

Finalmente, con algoritmos perfeccionados, el proxy inverso puede distribuir la carga de trabajo mediante la redirección de las solicitudes a otros servidores similares. Este proceso se denomina balanceo de carga. Un software muy utilizado para esto es HAProxy.

• Proxy web

Los proxy web se utilizan para navegación anónima.

Los equipos de una red local que disponga de un proxy-caché y filtro de contenido, pueden saltárselo mediante el uso de un proxy web. Este último, normalmente funciona sobre HTTPS puesto que dicho tipo de tráfico no es “cacheable” por el proxy de la red local. El administrador del proxy-caché de la red local, a menudo, no puede bloquear el tráfico HTTPS puesto que muchas webs (de correo, compras, administración pública, bancos, …) utilizan dicho protocolo. La solución es elaborar una lista negra con los proxies web más conocidos y activarla en el filtro de contenido.

Cortafuegos y Proxy-caché en un sólo equipo

Proxies transparentes

Muchas organizaciones (incluyendo empresas, colegios y familias) usan los proxies para reforzar las políticas de uso de la red o para proporcionar seguridad y servicios de caché. Normalmente, un proxy Web o NAT no es transparente a la aplicación cliente: debe ser configurada para usar el proxy, manualmente. Por lo tanto, el usuario puede evadir el proxy cambiando simplemente la configuración.

Un proxy transparente combina un servidor proxy con un cortafuegos de manera que las conexiones son interceptadas y desviadas hacia el proxy sin necesidad de configuración en el cliente, y habitualmente sin que el propio usuario conozca de su existencia.

Además, suele ser frecuente en el proxy-caché la instalación de un servicio de control de acceso a la web y algún antivirus de red. El control de acceso a la web normalmente se implementa mediante algún tipo de software de filtrado por contenido (además de URL e IP, puede bloquear accesos a páginas web según el contenido de estás (palabras desagradables, obscenas o similares e incluso por imágenes -aunque esté último método suele dar peores resultados-). Un software libre muy utilizado para ello es Dansguardian y sus listas negras asociadas.

Archivo:Squid + Dansguardian.png

Squid + Dansguardian

A continuación se muestra un ejemplo de script Linux para cortafuegos con reglas activadas para habilitar un proxy-transparente. Básicamente lo que hace es dirigir todas las petición a puertos destino 80 (web), 3128 (cliente despistado con configuración manual de proxy) y algunos otros puertos que nos interesen al puerto 8080 (dansguardian) donde tenemos el filtro de contenido.

#!/bin/sh
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          cortafuegos
# Required-Start:    balanceo-de-carga
# Required-Stop:
# Should-Start:
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: Cortafuegos para IES Guadalpeña - Dpto. Informática
# Description:       Cortafuegos contiene las reglas de iptables que se aplicarán
#                    después de la configuración del soporte de red o networking
#                    y del balanceo de carga (si está habilitado).
#                    Proporciona redirección de puertos en el canal PREROUTING 
#                    para dar soporte a un proxy transparente.
### END INIT INFO

# Variables generales
PATH=/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/bin
NAME=cortafuegos
PIDFILE=/var/run/$NAME.pid

# Variables de red
IF_ADSL1="p1p1"            # Interface conectada a ADSL1
IF_ADSL2="p4p1"            # Interface conectada a ADSL2
IF_LOCAL="p2p1"            # Interface conectada a la LAN

IP_ADSL1="192.168.1.2"     # IP de la IF_ADSL1
IP_ADSL2="192.168.2.2"     # IP de la IF_ADLS2
IP_LOCAL="10.0.0.1"        # IP de la IF_LOCAL, Gateway Local

NET_ADSL1="192.168.1.0/24" # Red para IF_ADSL1
NET_ADSL2="192.168.2.0/24" # Red para IF_ADLS2
NET_LOCAL="10.0.0.0/8"     # Red para IF_LOCAL

GW_ADSL1="192.168.1.1"     # Gateway para ADSL1
GW_ADSL2="192.168.2.1"     # Gateway para ADSL2

###### START
do_start () {
# Reglas de iptables 
echo "Limpiando Reglas Anteriores..."
iptables -F
iptables -X
iptables -Z
iptables -t nat -F
iptables -t mangle -F

# Ahora hago el NAT
echo "Activando NAT ..."
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# iptables -t nat -A POSTROUTING -s ${NET_LOCAL} -o ${IF_ADSL1} -j MASQUERADE
# iptables -t nat -A POSTROUTING -s ${NET_LOCAL} -o ${IF_ADSL2} -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ${IF_ADSL1} -j SNAT --to-source ${IP_ADSL1}
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ${IF_ADSL2} -j SNAT --to-source ${IP_ADSL2}

# Redirecciono al Proxy
echo "Creando reglas para proxy transparente..."
iptables -t nat -A PREROUTING -i ${IF_LOCAL} -p tcp --dport http      -j DNAT --to ${IP_LOCAL}":8080"
iptables -t nat -A PREROUTING -i ${IF_LOCAL} -p tcp --dport 81        -j DNAT --to ${IP_LOCAL}":8080"
iptables -t nat -A PREROUTING -i ${IF_LOCAL} -p tcp --dport 8080:8099 -j DNAT --to ${IP_LOCAL}":8080"
iptables -t nat -A PREROUTING -i ${IF_LOCAL} -p tcp --dport 3128:3130 -j DNAT --to ${IP_LOCAL}":8080"

#echo "Reglas Aplicadas"
}

###### STATUS
do_status () {
echo "Listado de Reglas activas"
iptables -L -n -v
iptables -t nat -L -n -v
iptables -t mangle -L -n -v
}

###### STOP
do_stop () {
echo "Limpiando Reglas anteriores..."
iptables -F
iptables -X
iptables -Z
iptables -t nat -F
iptables -t mangle -F
}

case "$1" in
  start|"")
        do_start
        ;;
  restart)
        do_stop
        do_start
        ;;
  reload|force-reload)
        echo "Error: el argumento '$1' no está soportado" >&2
        exit 3
        ;;
  stop)
        do_stop
        ;;
  status)
        do_status
        ;;
  *)
        echo "Uso: cortafuegos [start|stop|restart|status]" >&2
        exit 3
        ;;
esac

:

Balanceadores de carga de red

En informática, el balanceo de carga distribuye las cargas de trabajo a través de múltiples recursos informáticos, como procesadores (balanceo de cómputo), enlaces de red (balanceo de red), ordenadores, cluster de ordenadores o unidades de disco. El balanceo de carga tiene como objetivo optimizar el uso de recursos, maximizar el rendimiento, minimizar el tiempo de respuesta y evitar la sobrecarga de cualquier recurso individual. El uso de varios componentes con el equilibrio de carga en lugar de un solo componente puede aumentar la confiabilidad mediante redundancia. El equilibrio de carga por lo general implica software o hardware dedicado, tal como un switch multicapa o un proceso DNS .

El balanceo de carga difiere del channel bonding en que el primero se realiza en la capa 4 del modelo OSI, mientras que el channel bonding hace la división del tráfico en un nivel inferior, ya en la capa 3 del modelo OSI o en el enlace de datos capa 2 del modelo OSI).

Existen distintos tipos de balanceo de carga según el elemento equilibrado siendo los más frecuentes:

• Balanceo de carga entre procesadores (Operaciones de cómputo)
• Balanceo de carga entre líneas de red (Tráfico de red)

Aquí se tratará el balanceo de carga de red y en concreto los dos tipos existentes:

• Balanceo de carga en el lado cliente
• Balanceo de carga en el lado servidor

Balanceo en el lado cliente (Multihoming)

El Multihoming (comúnmente conocido como ruta de doble WAN) es la capacidad de equilibrar el tráfico a través de dos o más enlaces WAN sin necesidad de utilizar protocolos de enrutamiento complejos como BGP.

Esta técnica equilibra sesiones de red como web, correo electrónico, etc a través de múltiples conexiones con el fin de extender la cantidad de ancho de banda utilizado por los usuarios de la LAN, lo que aumenta la cantidad total de ancho de banda disponible. Por ejemplo, un usuario tiene una única conexión a la WAN a 10 Mbit/s. Desea añadir una segunda línea de banda ancha (cable, DSL, inalámbrico, etc.) a 20 Mbit/s. Esto les proporcionará un total de 30 Mbits/s de ancho de banda para balancear sesiones.

El balanceo de sesión no sólo eso, equilibra sesiones a través de cada enlace WAN. Cuando los navegadores Web se conectan a Internet, que comúnmente se abren varias sesiones, una para el texto, otra para una imagen, otro por alguna otra imagen, etc. Cada una de estas sesiones pueden ser equilibradas a través de las conexiones disponibles. Una aplicación FTP sólo utiliza una sola sesión por lo que no está equilibrada; sin embargo, si se realiza una conexión FTP secundaria, entonces puede ser equilibrada por lo que, en conjunto, el tráfico se distribuye uniformemente a través de las diversas conexiones y por lo tanto proporciona un aumento global en el rendimiento.

A continuación se muestra un esquema de red donde se puede realizar “balanceo de carga” con 2 líneas de salida a internet.

Balanceo de carga en el lado servidor

El problema a solucionar es la sobrecarga de los servidores. Se puede balancear cualquier protocolo, pero dado que este sitio se centra en las tecnologías web, el artículo trata exclusivamente de balancear servidores HTTP.

Al mismo tiempo, si el balanceador detecta la caída de uno de los servidores web, puede optar por no enviarle más peticiones. De esta forma, si uno de los servidores web se cae, las peticiones del cliente no se dirigen al servidor caído.

Vemos que el balance de carga también contribuye a una infraestructura redundante y de alta disponibilidad (aunque no la asegura, el balance de carga por sí mismo no alcanza para tener HA1 ). En este punto creo conveniente introducir los conceptos básicos que se manejarán a lo largo del artículo:

• Balanceador: es un sistema, software o hardware, que distribuye las peticiones de los clientes de forma equitativa entre distintos servidores de “backend”.
• Servidor de backend: es un servidor (web en este caso), que responde la petición del usuario.

Así el balanceador distribuye las peticiones y son los servidores de backend, quienes arman la respuesta efectiva al cliente. Para balancear la carga entre varios servidores es deseable que el mismo balanceador sea justo (fair), y que detecte servidores sobrecargados para dejar de enviarle peticiones hasta que no baje su carga. Este mismo mecanismo sirve para que un balanceador no envíe peticiones a un servidor caído.

Balanceo mediante DNS

La forma más elemental de balancear la carga entre varios servidores esa utilizando el DNS. Por ejemplo, buscando la IP de yahoo.com con el comando dig he obtenido el siguiente resultado. En este caso responden 3 servidores: 206.190.36.45, 98.139.183.24 y 98.138.253.109.

Balanceo mediante DNS

Este es el tipo de balanceo más elemental que se puede hacer, y tiene una ventaja muy importante: simplicidad y eficiencia; ya que en principio lo único que se necesitan son varios servidores con distintas IPs, por lo que es barato, simple y fácil de mantener. Sin embargo, el balance de carga por DNS tiene algunos inconvenientes:

• El balanceo mediante DNS no tiene en cuenta la carga de cada servidor.
• El balanceo mediante DNS no detecta si un servidor ha caído.

Balanceo mediante balanceador

Una solución menos simple pero más adecuada es utilizar un hardware o software balanceador de carga. Debemos tener en cuenta que un balanceador de este tipo es por definición un proxy inverso. Actualmente un software muy utilizado es HAProxy.

Los balanceadores de carga tienen varias ventajas sobre el balanceado mediante DNS:

• Un balanceador puede tener en cuenta la carga de cada equipo y distribuir las peticiones según esas cargas.
• Si un servidor queda fuera de línea, el balanceador de carga lo detecta y redirige las peticiones web a los otros servidores..
• Por último, la mayoría de los balanceadores pueden mantener las sesiones de los usuarios, de forma que un usuario que inicia sesión en el servidor “A” siempre sea dirigido por el balanceador al mismo servidor “A” (de no hacerlo el usuario perdería la sesión). Sin embargo, el balance de carga por DNS es del tipo “Round Robin”, por lo que es casi seguro que el usuario pierda la sesión.

VPN

Una red privada virtual, RPV, o VPN de las siglas en inglés de Virtual Private Network, es una tecnología de red que permite una extensión segura de la red local (LAN) sobre una red pública o no controlada como Internet. Permite que la computadora en la red envíe y reciba datos sobre redes compartidas o públicas como si fuera una red privada con toda la funcionalidad, seguridad y políticas de gestión de una red privada. Esto se realiza estableciendo una conexión virtual punto a punto mediante el uso de conexiones dedicadas, cifrado o la combinación de ambos métodos.

Ejemplos comunes son la posibilidad de conectar dos o más sucursales de una empresa utilizando como vínculo Internet, permitir a los miembros del equipo de soporte técnico la conexión desde su casa al centro de cómputo, o que un usuario pueda acceder a su equipo doméstico desde un sitio remoto, como por ejemplo un hotel. Todo ello utilizando la infraestructura de Internet.

El protocolo estándar de facto es el IPSEC, pero también están PPTP, L2F, L2TP, SSL/TLS, SSH, etc. Cada uno con sus ventajas y desventajas en cuanto a seguridad, facilidad, mantenimiento y tipos de clientes soportados.

Aplicaciones software muy conocidas son Hamachi para uso doméstico y OpenVPN para uso en empresas.

Básicamente existen 2 tipos de conexión VPN:

VPN de acceso remoto

Es quizás el modelo más usado actualmente, y consiste en usuarios o proveedores que se conectan con la empresa desde sitios remotos (oficinas comerciales, domicilios, hoteles, aviones preparados, etcétera) utilizando Internet como vínculo de acceso. Una vez autenticados tienen un nivel de acceso muy similar al que tienen en la red local de la empresa. Muchas empresas han reemplazado con esta tecnología su infraestructura dial-up (módems y líneas telefónicas).

VPN punto a punto

Este esquema se utiliza para conectar oficinas remotas con la sede central de la organización. El servidor VPN, que posee un vínculo permanente a Internet, acepta las conexiones vía Internet provenientes de los sitios y establece el túnel VPN. Los servidores de las sucursales se conectan a Internet utilizando los servicios de su proveedor local de Internet, típicamente mediante conexiones de banda ancha. Esto permite eliminar los costosos vínculos punto a punto tradicionales (realizados comúnmente mediante conexiones de cable físicas entre los nodos), sobre todo en las comunicaciones internacionales. Es más común el siguiente punto, también llamado tecnología de túnel o tunneling.

Tunneling

La técnica de tunneling consiste en encapsular un protocolo de red sobre otro (protocolo de red encapsulador) creando un túnel dentro de una red de computadoras. El establecimiento de dicho túnel se implementa incluyendo una PDU (unidades de datos de protocolo) determinada dentro de otra PDU con el objetivo de transmitirla desde un extremo al otro del túnel sin que sea necesaria una interpretación intermedia de la PDU encapsulada. De esta manera se encaminan los paquetes de datos sobre nodos intermedios que son incapaces de ver en claro el contenido de dichos paquetes. El túnel queda definido por los puntos extremos y el protocolo de comunicación empleado, que entre otros, podría ser SSH.

Actividades

1. En términos informáticos, referido a redes, ¿qué es un puerto?
2. Atendiendo al número de puerto, ¿cómo se clasifican?
3. ¿Qué número de puerto y tipo (TCP, UDP) utilizan los siguientes servidores?
   1. HTTP
   2. HTTPS
   3. DHCP
   4. DNS
   5. SSH
   6. FTP
   7. SMB (Compartición de archivos e impresoras)
   8. MySQL
   9. NTP (Tiempo de red)
   10. BitTorrent
   11. POP3 (Recepción de correo)
   12. IMAP4 (Recepción de correo)
   13. SMTP (Envío de correo)
4. ¿Cuáles son los principales protocolos de la capa de transporte?
5. Características de UDP.
6. Características de TCP.
7. Campos de un segmento TCP. Bits SYN, ACK y FIN.
8. Cuando abrimos un puerto, ¿qué es una apertura pasiva y qué es una apertura activa?
9. Proceso de inicio de una conexión TCP.
10. Proceso de cierre de una conexión TCP.
11. Cuando se utiliza traducción de direcciones, la traducción de la dirección IP origen se denomina _________________________________
12. Cuando se utiliza traducción de direcciones, la traducción estática de direcciones se denomina _____________________________
13. Cuando se utiliza traducción de direcciones, la traducción de la dirección IP destino se denomina ___________________________
14. Cuando se utiliza traducción de direcciones, la traducción dinámica de direcciones se denomina ____________________________
15. Si tenemos un router NAT, ¿es posible iniciar una conexión desde Internet a nuestra Intranet a través de él? ¿Por qué? En el caso de que no sea posible, ¿qué debemos hacer para que lo sea?
16. Tipos de cortafuegos dependiendo del lugar de la red donde se colocan.
17. Tipos de políticas de los cortafuegos.
18. ¿Qué es el SNAT? ¿Y el enmascaramiento?
19. ¿Qué es el DNAT? Explica cada uno de los siguientes tipos de DNAT:
    1. Port forwarding (redirección de puertos)
    2. Balanceo de carga
    3. Proxy transparente
20. IPTABLES.

    Uso de iptables

    iptables -t TABLA -L                      Listado de reglas
    iptables -t TABLA -F                      Flush de reglas (borrado total)
     
    iptables -t TABLA -P CANAL ACCEPT        Política por defecto permisiva
    iptables -t TABLA -P CANAL DROP          Política por defecto restrictiva
     
    iptables -t TABLA -A CANAL REGLA          Añadir regla
    iptables -t TABLA -D CANAL REGLA          Borrar regla
    

    TABLAS	CANALES o CADENAS
    filter	INPUT, FORWARD, OUTPUT
    nat	PREROUTING, POSTROUTING
    mangle

    
    

    REGLAS	SIGNIFICADO
    -s IP	Dirección IP origen
    -d IP	Dirección IP destino
    -i INTERFAZ	Tarjeta de red de entrada. Input
    -o INTERFAZ	Tarjeta de red de salida. Output
    -p PROTOCOLO	Protocolo (tcp, udp, icmp, ...)
    --sport PUERTO	Puerto de origen. Source port
    --dport PUERTO	Puerto de destino. Dest. port
    -j ACCEPT	Aceptar paquetes
    -j DROP	Ignorar paquetes

    EJEMPLOS DE REGLAS:
    
    Aceptamos paquetes TCP al puerto 80 desde cualquier IP.
    iptables -t filter -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
    
    Bloqueamos paquetes al servidor MySQL
    iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 3306 -j DROP
    
    Permitimos salida a peticiones HTTPS
    iptables -t filter -A OUTPUT -p tcp -m tcp --dport 443 -j ACCEPT
    
    Permitimos que los equipos de la red 192.168.10.0 conectados a mi tarjeta eth1 puedan ver páginas web
    iptables -t filter -A FORWARD -s 192.168.10.0/24 -i eth1 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
    
    Política de preenrutamiento
    iptables -t nat -P PREROUTING ACCEPT
    
    Política de preenrutamiento
    iptables -t nat -P POSTROUTING ACCEPT
    
    Todo lo que venga por la tarjeta eth0 y vaya al puerto 80 lo redirigimos a una maquina interna
    iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.10.12:80
     
    Todo lo que salga de nuestra red 192.168.10.0 por la tarjeta eth0 se enmascara (es un tipo de SNAT)
    iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
    

    
    Haciendo uso del resumen que aparece arriba y de los ejemplos que aparecen en http://www.pello.info/filez/firewall/iptables.html, ¿cómo escribirías las siguientes reglas?

    1. Hacer un listado de reglas de la tabla filter.
    2. Hacer un listado de reglas de la tabla nat.
    3. Hacer un borrado total (flush) de reglas de la tabla filter.
    4. Hacer un borrado total (flush) de reglas de la tabla nat.
    5. No permitir entrada del equipo 10.0.5.200 al servidor web de nuestro equipo
    6. No permitir entrada del equipo 10.0.5.200 al servidor web 20.20.20.20.
    7. Poner política por defecto ACCEPT para los canales INPUT, FORWARD y OUTPUT.
    8. Poner política por defecto ACCEPT para los canales PREROUTING y POSTROUTING.
    9. Hacer un enmascaramiento de los paquetes de nuestra red 10.0.5.0/24 que salen por eth2. (SNAT)
    10. Todo lo que venga por la tarjeta eth0 destinado al puerto 80 se manda a 10.0.5.222 y puerto 8080. (DNAT)
21. Ejecuta netstat -na en tu equipo Windows. Muestra una captura de los puertos abiertos.
22. Ejecuta netstat -punta en un equipo Linux. Muestra una captura de los puertos abiertos.
23. Ejecuta Zenmap desde un equipo (Windows o Linux). Realiza las siguientes operaciones:
    1. Ver puertos abiertos del equipo 10.0.5.1.
    2. Ver lista de equipos en nuestra subred 10.0.5.0/24.
    3. Ver puertos abiertos de los equipos www.google.es y 8.8.8.8
    4. Hacer un trazado de ruta a los equipos anteriores. Hacer una captura de pantalla donde se muestre la topología.
    5. Hacer un trazado de ruta a www.google.es/30. Hacer una captura de pantalla donde se muestre la topología.
24. Hacer un pequeño tutorial de configuración de un punto de acceso. (Opcional)
    1. Estado del AP.
    2. Claves de acceso.
    3. Modos de funcionamiento (Repetidor, Bridge, Punto de Acceso, ...)
    4. Configuración de la red Wi-Fi (SSID, Seguridad).
25. Hacer un pequeño tutorial de configuración de un router.
    1. Estado del router.
    2. Claves de acceso al router.
    3. Configuración de IP Interna / Máscara.
    4. Configuración del DHCP.
    5. Configuración de la red Wi-Fi (SSID, Seguridad) si es un router inalámbrico.
    6. Filtrado de MAC si está disponible.
    7. NAT. Port forwarding. Apertura de puertos.
26. Hacer un pequeño tutorial de configuración de un switch gestionable si está disponible. (Opcional)
    1. Estado del switch.
    2. Claves de acceso.
    3. Configuración de IP Interna / Máscara.
    4. Configuración de VLANs si está disponible.
27. ¿Qué es y para que sirve un proxy? Ventajas de su uso.
28. ¿Qué diferencias existen entre un proxy normal y uno inverso?
29. Si tenemos 3 líneas ADSL de distintos ISP y queremos utilizarlas a la vez para nuestra red local para tener una conexión a Internet tolerante a fallos y mayor ancho de banda, ¿qué técnica podemos utilizar?
30. Tenemos 4 servidores web con el mismo contenido y queremos balancear las peticiones de los clientes entre los 4 servidores. Explica las 2 formas principales de hacerlo.

Bibliografía y referencias

• RFC 2663
• Listados de puertos más frecuentemente usados
• Explicación de la técnica NAT
• Explicación de todos los tipos de NAT (en inglés)
• NAT en Cisco
• Port Forwardind o Redirección de puertos
• Manual práctico de IPTABLES
• Documentación de IPROUTE2
• Manual de proxy-caché transparente en PDF
• Balanceo de carga en el lado cliente con iptables e iproute2
• Instalación y configuración básica de HAProxy
• HAproxy configuration and Load balancing Part 1
• HAproxy configuration and Load balancing Part 2