Una vez conectados físicamente dos (o más) ordenadores (u otros trastos) hace falta que los dos hablen el mismo lenguaje para intercambiar datos. Y no sólo el mismo lenguaje, sino que utilizen las mismas normas de educación (saludarse primero, esperar a que el otro acabe de hablar, etc..) En informática esto se llama protocolo. De todos los posibles protocolos habidos y por haber el que actualmente se utiliza más en redes locales es el protocolo TCP/IP. Es también el protocolo que se usa en Internet, de esta forma se pueden utilizar las mismas herramientas en una red doméstica y en Internet. Hay más cosas que hay que entender para poder intercambiar datos entre ordenadores, vamos a ver las más esenciales.
Las redes se pueden clasificar en dos tipos según su alcance. Si son redes limitadas a un espacio pequeño como un piso o una oficina se llaman LAN (Local Area Network) Red de área local. Si alcanza a varios edificios o a varias ciudades son WAN (Wide Area network) Red de área amplia.
En el caso de una red doméstica es claramente una LAN, pero normalmente quedremos conectarla a Internet que es una WAN. En muchos casos los fabricantes de pasarelas y routers etiquetan el conector que se utiliza para acceder a Internet como WAN.
Del protocolo TCP/IP la primera parte es la encargada de enviar la información entre ordenadores en forma de paquetes. En general un usuario doméstico no nos pondremos a enrredar con el TCP y dejaremos que sea el sistema operativo quien se encargue de los detalles. La parte IP significa Internet Protocol y dentro de ella se indican las direcciones IP.
Cada ordenador conectado a una red necesita una dirección única en la red, de forma que otros ordenadores le puedan enviar información. Actualmente las direcciones IP se basan en la versión 4 del protocolo IP y estan formadas por 4 bytes de la forma xxx.xxx.xxx.xxx Siendo bien ordenaditos cada xxx puede ir desde 0 a 255 (1 byte son 8 bits y en numeración binaria pueden expresar números desde el 00000000, cero decimal, al 11111111, 255 en decimal) Un simple ejercicio de multiplicación nos permite ver cuantas direcciones posibles existen (256 x 256 x 256 x 256 = un montón).
En la práctica hay una serie de restricciones a las posibles direcciones. Para comenzar todas la direcciones acabadas en 0 (p.e. xxx.xxx.xxx.0) suelen indicar una red de ordenadores en lugar de un ordenador individual. Luego la dirección 127.0.0.1 esta siempre reservada para el propio ordenador (todos los ordenadores tendrán dos direcciones IP, una la "oficial" y la 127.0.0.1 también llamada localhost).
Además hay dos tipos de direcciones de Internet posibles, las públicas y las privadas. Todas las direccciones de Internet estan gestionadas por un organismo llamado ICANN y para utilizar cualquiera de ellas hay per pedir, y justificar, la asignación de una direccción. ¿Que pasa entonces si quiero montarme mi propia red? ¿Debo pedir permiso a alguien? Pues no, se han reservado unas direcciones especiales llamadas direcciones privadas que se pueden utilizar unicamente para montar redes locales. Son las direcciones que comienzan por 10.xxx.xxx.xxx que forman redes de hasta 65.025 ordenadores y las que comienzan por 192.168.xxx.xxx que forman redes de hasta 255 ordenadores.
Por cierto un concentrador o un switch no suelen tener dirección IP, se limitan a reenviar lo que reciben.
Si la dirección IP es un elemento imprescindible para un ordenador que esta en una red, lo siguiente es saber que ordenadores estan en su red y cuales no. Esto se logra con la máscara de red. La máscara de red son también 4 bytes escritos de la forma xxx.xxx.xxx.xxx ¡Que casualidad, como la dirección IP! Y con una simple operación matemática permiten saber si dos ordenadores estan en la misma red o no. En las redes locales domésticas la máscara más habitual es 255.255.255.0 o lo que es lo mismo dos ordenadores estarán en la misma red si solamente cambia el último número de la dirección IP.
Por ejemplo el ordenador 192.168.1.4 y el ordenador 192.168.1.5 ambos con la máscara 255.255.255.0 estan en la misma red. Y en cambio dos ordenadores con la dirección 192.168.1.4 y 192.168.0.4 con la máscara 255.255.255.0 no estarán en la misma red.
Para acabar con las máscaras dos detalles: ¿Que pasa cuando dos ordenadores que deberian estar en la misma red no tienen la misma máscara de red? Pues un problema, es muy posible que no se sepan encontrar entre ellos. ¿hay más máscaras posibles? Pues sí, de hecho un montón; en una red doméstica ya nos podemos dar por contentos con 255 direcciones posibles para nuestros equipos, pero para redes más complejas se necesitan más direcciones y hay que modificar la máscara de red.
Cuando una red local sólo tiene dos ordenadores es muy fácil tener controlada la dirección IP de cada ordenador, pero a medida que añadimos ordenadores u otros equipos la cosa se complica. Para ayudar a organizar las cosas se diseño el DHCP. Se compone de un equipo que hace de servidor y otro de cliente.
En un entorno normal habrá ordenadores con direcciones que siempre serán las mismas (direcciones IP fijas o estáticas ) o bien con una dirección IP que puede ir cambiando (direcciones IP dinámicas). Normalmente se separan por rangos (o grupos), por ejemplo si algún equipo necesita una IP fija le asignamos una IP entre 192.168.1.1 a 192.168.1.100. Entonces al servidor DHCP se le indica que puede dar direcciones IP de la 192.168.1.101 hasta la 192.168.1.255. Cuando un ordenador se conecta a nuestra red puede hacer de cliente DHCP y pedir una dirección IP al servidor DHCP. Además, de premio, se puede enviar información complementaria al cliente. Lo típico es enviar la dirección IP asignada, la máscara de red y la dirección IP de la pasarela.
Hace 5 años montar un servidor DHCP era algo complicado, pero hoy en día es un juego de niños por que la mayor parte de los routers y los sistemas operativos modernos los llevan montados de serie. Solo hace falta saber como activarlo (normalmente basta con marcar una casilla en las opciones de configuración de la red) y decidir que ordenadores tendrán una IP fija y cuales pueden tenerla dinámica.
En resumen, para dos ordenadores no nos vamos a preocupar de montar un servidor DHCP y todas sus posibles complicaciones. En cambio si vamos a conectar nuestra red de dos ordenadores, más el portátil del trabajo, más el ordenador del amigo que suele venir a gorrear la impresora, etc. Es conveniente utilizar el DHCP.
Como hemos explicado antes dos ordenadores se pueden comunicar entre ellos si estan conectados fisicamente y a nivel lógico estan en la misma red. Que pasa si queremos enviar (o recibir) información de otro ordenador que no esta en la misma red que los anteriores. Pues que tiene que haber un equipo que comunique las dos redes. Este ordenador ha de tener dos tarjetas de red (bueno, los pobres y los intrépidos pueden hacer muchas cosas con una única tarjeta) y dos direcciones de red.
Esto en una red doméstica sólo suele tener una utilidad, conectar a varios ordenadores a internet. Cuando queremos acceder a www.macuarium.com un ordenador de la red local no necesita saber todos los caminos que ha de seguir el paquete de información hasta el ordenador 22.333.44.55 sino simplemente saber que ha de enviar el paquete a la pasarela y el ordenador que hace de pasarela ya se encargará de enviarlo (normalmente a otra pasarela, y a otra, y a otra... ) hasta llegar al ordenador de destino.
Habitualmente se reserva la dirección acabada en 1 para hacer de pasarela. En la red que estamos utilizando como ejemplo sería la dirección 192.168.1.1 Aunque es posible tener una pasarela con una IP dinámica nos evitamos muchos problemas dejando la pasarela con una IP fija y haciendo que el servidor DHCP envie esta información al cliente.
Como en el caso del servidor DHCP montar una pasarela no es ni mucho menos trivial, pero en la mayor parte de los routers modernos (y de los sistemas operativos) estas pasarelas ya vienen preparadas para usar y solamente hay que activarlas.
En Internet existen muchos ordenadores conectados y cada uno de ellos tiene una dirección IP única, pero como estas direcciones son difíciles de recordar hay un servicio que se encarga de convertir los nombres que habitualmente escribimos en direcciones IP. Este servicio es el DNS. Por ejemplo www.macuarium.com tiene como direccion IP: 213.149.225.139. La organización global de los servidores DNS es bastante compleja, pero como usuarios no nos interesa: nuestro proveedor de Internet se tiene que encargar de proporcionarnos este servicio.
Como detalle decir que cualquier servidor DNS hace el mismo trabajo y si por algún motivo nuestro servidor DNS deja de funcionar podemos utilizar cualquier otro. El problema es conocer sus direcciones IP.....
Aunque no lo parezca no estamos hablando de barcos ;) Si hemos explicado que cada ordenador tiene una única dirección en una red. Hay que buscar un mecanismo para que diferentes programas que trabajan en el mismo ordenador puedan utilizar la conexión. Este mecanismo son los puertos, es una forma de organización lógica y no tiene nada que ver con las posibles tarjetas que tenga el equipo. Cada envio de información a un ordenador lleva marcado a que puerto al que llegar dentro de ese ordenador.
Hay 65.536 puertos para cada dirección de Internet. Los primeros 1.024 puertos estan reservados y corresponden a servicios bien establecidos. Por ejemplo, el puerto 80 corresponde al servidor de páginas web. Los demás puertos estan disponibles para que cualquier programa los utilice. Por ejemplo la red edonkey utiliza el puerto 4.661. En un ordenador Mac o Linux puedes ver los puertos y sus asignaciones leyendo el fichero /etc/services (utiliza la orden more /etc/services).
Una vez conectados fisicamente los equipos entre ellos (ver el artículo anterior: Hardware de red) hay que configurar en cada caso las direcciones IP correspondientes (o mejor aún dejar que sea el servidor DCHP el que se encargue de repartir direcciones). Y comprobar que todo funcione. Vamos a ver un ejemplo en el que hay implicados dos ordenadores conectados en una red local a través de un commutador y a Internet a través de un router (que esta conectado al mismo commutador). El router se encarga de dar las direcciones IP y el resto de la configuración a utilizando un servidor DHCP
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Utilizaremos la Terminal de Mac OS X y el Símbolo de sistema de Windows. Primero ver que dirección IP ha asignado el router a cada ordenador.
En el Mac (o en cualquier unix) se utiliza la orden ifconfig para conocer la configuración de la red:
ifconfig
Vemos que la dirección asignada es 192.168.1.100 con la máscara 255.255.255.0 (0xffffff00)
Para ver que DNS tenemos adjudicado hay que listar el archivo /etc/resolv.conf:
resolv.conf
Aquí vemos los servidores de nombres que nos ha asignado (212.78.133.138)
Y para ver cual es nuestra pasarela se utiliza el comando route get.
route get www.macuarium.com
Como hemos utilizado una dirección de Internet el comando route nos devuelve cual es la pasarela por defecto (default) que está en 192.168.1.1.
La misma operación en windows se hace desde el símbolo del sistema con la orden ipconfig /all
ipconfig /all
Nos da una dirección muy parecida a la anterior con la misma máscara de red, los mismos servidores de nombres y la misma pasarela (puerta de enlace predeterminada).
Lo siguiente es comprobar si los dos ordenadores se intercambian información entre ellos. Se hace con la orden ping.
Desde el mac:
ping -c 5 192.168.1.101
Lo importante es que no se pierda ningún paquete (0% packet loss).
Desde el windows:
ping 192.168.1.100
Finalmente si desde los ordenadores podemos acceder a internet.
Desde mac:
ping -c 5 www.macuarium.com
De esta forma probamos tanto la conexión como el servidor de nombres.
Desde windows:
ping www.macuarium.com
Para acabar una curiosidad, una traza con todos los ordenadores que hay desde mi conexión a Internet a Macuarium:
tracert www.macuarium.com
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Luis Rey Cabrerizo (lrey_en_menta.net)
Barcelona, verano 2004.