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Trabajo Fin de Grado Plataformas de enrutamiento alternativas Autor Agustín Martín Arranz Director/es Director académico: D. Francisco Javier Luzón Marco Director militar: Cap. D. Alfonso Bravo Ruiz Centro Universitario de la Defensa-Academia General Militar Año 2016 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS iii AGRADECIMIENTOS A mi pareja, familia y amigos, por todo el apoyo mostrado durante estos años de duro trabajo. Quiero hacer una especial mención al Teniente de Transmisiones D. Xavier Guerrero Fernández, sin cuyos conocimientos y guía habría sido imposible elaborar este TFG, all Capitán de Transmisiones D. Alfonso Bravo Ruiz, por las facilidades dadas en cuanto al acceso sin límites al material requerido para las pruebas realizadas y, en general, a todo el personal de la Compañía de Centros Nodales del BTI/1 por todo el apoyo y predisposición mostrada. También quiero mostrar mi más sincero agradecimiento al profesor D. Francisco Javier Luzón Marco, por el interés mostrado y el seguimiento y asesoramiento en la elaboración de este trabajo de fin de grado. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS iv PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS v RESUMEN El objetivo principal de este trabajo ha sido realizar una comparativa entre los equipos de enrutamiento existentes actualmente en el inventario del Ejército de Tierra y los software de enrutamiento libres Quagga y Vyos. Los dispositivos usados en la actualidad en el Ejército de Tierra son en su mayoría de la empresa Cisco Systems, ya que tienen unas posibilidades de explotación, seguridad y funcionalidades muy superiores a los de cualquier otra casa. Sin embargo, dichos dispositivos tienen un coste muy elevado, tanto por su adquisición como por la formación necesaria para el personal encargado de su manejo, control y configuración. Es por ello que es necesario la búsqueda de sistemas alternativos de enrutamiento con el objetivo de reducir costes en este tipo de dispositivos, quizá no para una sustitución total de los equipos Cisco, sino más bien para complementarlos con sistemas más económicos. Para ello, en este proyecto se han analizado los software de enrutamiento Quagga y Vyos, capaces de funcionar en sistemas operativos libres basados en Unix, que pueden ser instalados en dispositivos de enrutamiento de bajo coste, incluidos una amplia gama de routers domésticos, así como en máquinas virtuales. ABSTRACT The main objective of this project has been to carry out a comparative study between the current routing equipment that the Spanish Army has in its inventories and the free routing software packages Quagga and Vyos. The current devices used by Spanish Army are most of them from Cisco Systems enterprise, that, although they have very superior exploitation possibilities, security and functionalities than devices from other brands, their acquisition has a very high cost, same as the formation required for the personnel in charge of management, control and configuration of the routers. Because of that it is necessary to find alternative routing systems with the objective of decreasing the cost of this kind of devices, maybe not for a total substitution of the Cisco equipment, but rather to complement them with more economic systems. In order to do that, this project has analyzed the Quagga and Vyos software packages, which are able to work with Unix based operative systems installed on low cost routing devices, included a wide range of home routers, and also in virtual machines. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS vi PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS vii ÍNDICE AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................................. iii RESUMEN ............................................................................................................................................... v ÍNDICE ................................................................................................................................................... vii ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................ viii ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................................... ix ABREVIATURAS ..................................................................................................................................... x 1 Introducción .................................................................................................................................... 1 Objetivos del TFG .................................................................................................................. 2 Ámbito de aplicación .............................................................................................................. 3 Estructura de la memoria ....................................................................................................... 3 2 Descripción y análisis de los sistemas a comparar ........................................................................ 5 Cisco Systems ....................................................................................................................... 6 2.1.1 Routers Cisco en los CTPC,s ............................................................................................ 6 2.1.2 Entorno de configuración: IOS Cisco ................................................................................ 7 Quagga .................................................................................................................................. 7 2.2.1 Plataforma de pruebas Quagga ........................................................................................ 8 2.2.2 Entorno de configuración de Quagga: vtysh ..................................................................... 9 Vyos ..................................................................................................................................... 10 2.3.1 Plataforma de pruebas Vyos ........................................................................................... 10 2.3.2 Entorno de configuración Vyos ....................................................................................... 11 3 Diseño e implementación de pruebas .......................................................................................... 13 Diseño y topología general de las pruebas.......................................................................... 13 Escenarios de pruebas ........................................................................................................ 16 Establecimiento del entorno e implementación de pruebas para el sistema Cisco ............. 16 Establecimiento del entorno e implementación de pruebas para el sistema Quagga.......... 18 Establecimiento del entorno e implementación de pruebas para el sistema Vyos .............. 19 4 Resultados de pruebas................................................................................................................. 21 Resultados Cisco ................................................................................................................. 21 Resultados Quagga ............................................................................................................. 22 Resultados Vyos .................................................................................................................. 24 5 Impacto económico y comparativa ............................................................................................... 27 Análisis económico .............................................................................................................. 27 Comparativa funcional ......................................................................................................... 28 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS viii Matriz de decisión ................................................................................................................ 29 6 Conclusiones ................................................................................................................................ 31 7 Bibliografía .................................................................................................................................... 33 Anexo A: Características Técnicas de los routers Cisco 2821 ............................................................... 35 Anexo B: Características TP-Link modelo TL-WR1043ND .................................................................... 37 Anexo C: Inyector de paquetes Ostinato ................................................................................................ 39 Anexo D: Tablas de enrutamiento y configuración de interfaces de los router Cisco ............................ 43 Anexo E: Comandos introducidos en el entorno de configuración de R1 .............................................. 47 Anexo F: Documentación gráfica de las pruebas Cisco ......................................................................... 53 Anexo G Configuración de interfaces en OpenWrt ................................................................................ 55 Anexo H: Herramienta Realtek Ethernet Diagnostic Utility ..................................................................... 57 Anexo I: Tablas de enrutamiento de Quagga ......................................................................................... 59 Anexo J: Configuración de interfaces Vyos ............................................................................................ 61 Anexo K: Comandos de configuración de los routers Vyos ................................................................... 63 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1-1: Logotipos de los sistemas comparados ................................................................................. 1 Figura 1-2: Ejemplo de interconexión entre dos CTPC,s de entidad Brigada .......................................... 2 Figura 2-1: Ejemplo de modelo de capas OSI ......................................................................................... 5 Figura 2-2: Detalle de los slots de expansión de un Cisco 2821 y tarjeta WIC instalable ........................ 7 Figura 2-3: Vista frontal y trasera del Cisco TP-LINK TL-WR1043ND. .................................................... 8 Figura 2-4: CLI de Quagga mediante conexión Telnet a través de la aplicación PuTTY ......................... 9 Figura 2-5: CLI de Vyos mediante conexión Telnet a través de la aplicación PuTTY ............................ 11 Figura 3-1: Esquema general de la red de pruebas ............................................................................... 13 Figura 3-2: Interfaz de configuración de red de la máquina Lubuntu 3 .................................................. 15 Figura 3-3: Topología de pruebas Cisco ................................................................................................ 16 Figura 3-4: Detalle de conexiones virtuales y físicas realizadas. ........................................................... 17 Figura 3-5: Esquema de conexiones virtuales y físicas de Quagga ....................................................... 19 Figura 3-6: Topología general de pruebas con Vyos ............................................................................. 20 Figura 3-7: Esquema detallado de conexiones físicas y virtuales del Vyos R1...................................... 20 Figura 4-1: Traza de ruta desde Lubuntu 1 a Lubuntu 5 ........................................................................ 21 Figura 4-2: Traza de ruta con el enlace entre R1 y R3 cortado ............................................................. 21 Figura 4-3: Tráfico de red de la interfaz física anfitriona y de la interfaz virtual VOIP ............................ 22 Figura 4-4: Tabla de enrutamiento de R1 antes de suprimir el enlace ................................................... 22 Figura 4-5: Tabla de enrutamiento de R1 después de suprimir el enlace .............................................. 23 Figura 4-6: Traza de ruta antes del corte ............................................................................................... 23 Figura 4-7: Traza de ruta después del corte .......................................................................................... 23 Figura 4-8: Traza de ruta desde Lubuntu 1 a Lubuntu 5 antes de anular el enlace ............................... 24 Figura 4-9: Traza de ruta después de suprimir el enlace ....................................................................... 24 Figura 4-10: Tráfico de red en la interfaz de Lubuntu 5 saturando el enlace ......................................... 25 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS ix Figura Anexo C - 1: Vista de la interfaz de inyección de paquetes Ostinato....................................... 39 Figura Anexo C - 2: Intefaz de configuración de streams ................................................................... 40 Figura Anexo C - 3: Interfaz de configuración de Stream en la pestaña de confi ............................... 40 Figura Anexo D - 1: Tabla de enrutamiento del router R1 ................................................................. 43 Figura Anexo D - 2: Configuración de interfaces del router R1 .......................................................... 43 Figura Anexo D - 3: Tabla de enrutamiento del router R2 ................................................................. 44 Figura Anexo D - 4: Configuración de interfaces del router R2 .......................................................... 45 Figura Anexo D - 4: Configuración de interfaces del router R2 .......................................................... 45 Figura Anexo D - 5: Tabla de enrutamiento del router 3 .................................................................... 45 Figura Anexo D - 6: Configuración de interfaces del router R3 .......................................................... 46 Figura Anexo E - 1: Vista de la CLI en modo privilegiado a mediante la aplicación Hyperterminal .... 47 Figura Anexo F - 1: Nodo R1 ............................................................................................................. 53 Figura Anexo F - 2: Nodos R2 (izquierda) y R3 (derecha) ................................................................. 53 Figura Anexo F - 3: Detalle de las conexiones Ethernet y serial WIC del router R1 .......................... 54 Figura Anexo F - 5: Estación satélite 'Asturias' utilizada en las pruebas ........................................... 54 Figura Anexo F - 4: Pareja de antenas Ubiquiti utilizadas para el enlace entre R1 y R3 ................... 54 Figura Anexo G - 1: Configuración de puertos del router TP-Link mediante interfaz web ................. 55 Figura Anexo G - 2: Detalle de configuración de interfaces en OpenWrt mediante interfaz web ...... 56 Figura Anexo H - 1: Interfaz de configuración Realtek Ethernet Diagnostics Utility ............................ 57 Figura Anexo H - 2: Interfaces subinterfaces virtuales de red de la NIC física ................................... 57 Figura Anexo I - 1: Tabla de enrutamiento del router R1 .................................................................... 59 Figura Anexo I - 2: Tabla de enrutamiento del Router R2 ................................................................... 60 Figura Anexo I - 3: Tabla de enrutamiento del router R3 .................................................................... 60 Figura Anexo J - 1: Configuración de interfaces del router R1 ........................................................... 61 Figura Anexo J - 2: Configuración de interfaces del router R2 ........................................................... 61 Figura Anexo J - 3: Configuración de interfaces del router R3 ........................................................... 62 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3-1: Direcciones IP de las máquinas virtuales. ......................................................................... 14 Tabla 5-1: Comparativa Económica de los sistemas .......................................................................... 27 Tabla 5-2: Comparativa de sistemas .................................................................................................. 28 Tabla 5-3: Matriz de decisión .............................................................................................................. 29 Tabla Anexo A - 1: Características Técnicas Cisco modelo 2821....................................................... 35 Tabla Anexo E - 1: Configuración router Cisco R1 ............................................................................. 47 Tabla Anexo K - 1: Configuración del router Vyos R1 ......................................................................... 63 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 6  Configuración de rutas estáticas  Configuración de protocolos de enrutamiento dinámico El fin último de un router es encaminar paquetes recibidos por la interfaz específica que permita llegar al destino al que se dirige ese paquete, y para ello se tienen que establecer unas rutas de encaminamiento. Estas rutas pueden establecerse de forma manual o automática mediante el uso de protocolos de enrutamiento. En general se puede hablar de rutas estáticas, introducidas manualmente en la configuración del router, y de rutas dinámicas, en las que las rutas a redes remotas son descubiertas de forma automática por los protocolos de enrutamiento. La combinación de estos dos tipos de rutas conforma una tabla de enrutamiento que permite al router enviar los paquetes recibidos al destino requerido. [5] Las rutas estáticas pueden a su vez subdividirse en dos: predeterminadas y por defecto. Las rutas predeterminadas encaminan directamente los paquetes por una interfaz específica hacia una red específica. En cambio, las rutas por defecto establecen una interfaz de salida por la que se envían paquetes de cuya red de destino se desconoce la localización. Se manda pues por la interfaz determinada hacia otro nodo que puede que sí sepa encaminar ese paquete hacia su destino. En cuanto a los protocolos de enrutamiento dinámico podemos destacar como más usados en las redes militares RIP, OSPF y BGP. No es objeto de este TFG profundizar en las diferencias y el funcionamiento de los distintos protocolos. A continuación se describen los distintos sistemas de enrutamiento a comparar. [5] Cisco Systems Cisco es la empresa líder en Tecnologías de Información y Comunicaciones. Desde su fundación en 1984 ha ido evolucionando y ganando prestigio gracias a un proceso constante de innovación e investigación en materia de telecomunicaciones y desarrollo de dispositivos y servicios orientados al establecimiento de redes de datos. Tanto es así, que un gran número de grandes empresas multinacionales e incluso instituciones gubernamentales de muchos países en todo el mundo confían sus servicios de comunicaciones a productos y dispositivos de esta compañía. La actividad actual de Cisco Systems se centra sobre todo en la fabricación de equipos de enrutamiento y conmutadores de red, telefonía IP y almacenamiento en la "nube". Además desarrolla herramientas de gestión de red y de sistemas, ofrece servicios de mantenimiento y administración de infraestructuras y tiene una línea de programas dedicada a la formación de personal, que se certifica por niveles con unos estándares establecidos por la compañía. Esta formación está orientada a la gestión y administración de equipos Cisco, así como al diseño y desarrollo de infraestructuras de red. Ejemplos de los certificados más comunes son los programas Cisco Certified Network Associate (CCNA) y Cisco Certified Network Professional. [4] 2.1.1 Routers Cisco en los CTPC,s Actualmente los CTPC,s de entidad Brigada cuentan con routers del modelo 7200, ubicados en las estaciones SIMACET, las cuales dan múltiples servicios tales como mensajería electrónica, interfaz táctica de presentación de datos o intercambio de ficheros. Como el acceso a estos equipos está limitado por estar habitualmente comprometidos en la actividad diaria de las unidades, para la realización de las pruebas de rendimiento se ha utilizado el modelo 2821, cuyas especificaciones se detallan en el ANEXO A. En la tabla 1 de dicho anexo se muestran las diferencias entre el modelo 7200 utilizado habitualmente por las unidades y el modelo usado en las pruebas. El hardware de los dispositivos Cisco siguen la arquitectura descrita en la introducción del presente punto, con la particularidad de que además disponen de ranuras o "slots" de expansión en los que se PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 7 pueden añadir y cambiar las interfaces de red, de forma que se puede trabajar con varios tipos de interfaces según los requerimientos de la red que se va a conectar al router. Las interfaces más comunes según las redes a conectar son Ethernet para la conexión de redes de área local (LAN) y WIC para las redes de área extensa o Wide Area Network (WAN). En la figura 2-2 se aprecia la parte trasera de un router Cisco 2821 con 4 slots de expansión, así como una tarjeta con interfaces WIC. Figura 2-2: Detalle de los slots de expansión de un Cisco 2821 y tarjeta WIC instalable 2.1.2 Entorno de configuración: IOS Cisco Para su configuración y control, el sistema operativo IOS integrado en el router dispone de una CLI, con posibilidad de acceso mediante conexión directa al router, acceso remoto mediante TELNET o SSH e incluso por interfaz Web. Mediante esta interfaz de línea de comandos se configuran entre otras cosas las políticas de seguridad de acceso a la configuración del router, las interfaces físicas de conexión y los protocolos de enrutamiento. También permite la realización de pruebas de conectividad. La versión del IOS del router modelo 2821 que se ha usado en las pruebas ha sido la 12.4. Quagga Quagga es un paquete de software de enrutamiento que es capaz de utilizar protocolos de encaminamiento basados en el estándar TCP/IP. Puede ser instalado en cualquier sistema operativo basado en UNIX, lo que le da gran flexibilidad y posibilidades de funcionar sobre múltiples plataformas, desde routers físicos hasta máquinas virtuales. [2] Dentro de este paquete se incluyen los protocolos de enrutamiento, con la posibilidad de instalar solamente los necesarios acorde a las especificaciones de nuestra red. Estos protocolos funcionan como demonios5 independientes dentro de Unix, los cuales se pueden dividir en dos tipos:  Demonio de control de enrutamiento: Zebra  Demonios de protocolos de enrutamiento: ripd, ripngd, ospf6d, bgpd, etc. Zebra es el demonio que se encarga de la configuración de las interfaces físicas de la plataforma donde esté instalado Quagga, así como de actualizar las tablas de enrutamiento, establecimiento de bucles de interfaz y distribución de rutas entre diferentes protocolos. Establece pues la configuración base con la que los demonios de los protocolos de enrutamiento tendrán que operar más tarde. 5 Demonio: Proceso ejecutado por el sistema operativo en segundo plano, no interactivo con el usuario. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 8 Aunque los demonios de Quagga se pueden configurar de forma independiente, también se dispone de una herramienta incluida en el paquete que sirve para gestionar el sistema completo, como si se tratase del CLI del IOS Cisco. Esta herramienta se denomina virtual teletype shell o vtysh. [7] 2.2.1 Plataforma de pruebas Quagga Para la realización de las pruebas se ha usado el router doméstico TP-Link modelo TL-WR1043ND [8]. Las especificaciones y capacidades de este dispositivo se detallan en el ANEXO B. TP-Link es una empresa dedicada al diseño y producción de dispositivos para redes Small Office/Home Office (SOHO). Sus principales productos están orientados a tecnologías de comunicación inalámbrica, ADSL, enrutamiento y conmutación, conversión de medios y adaptadores de red. Para usar Quagga en un router de estas características se tiene que adaptar este dispositivo de forma que se pueda instalar este paquete. Es necesario por tanto la instalación de un sistema operativo basado en Unix, como si de un ordenador personal se tratase. El sistema más adecuado para este fin es OpenWrt [9], que es una distribución Linux para dispositivos integrados, la cual permite flexibilidad a la hora de instalar y modificar software de todo tipo, en lugar de tener un firmware estático, lo que es habitual en los dispositivos de enrutamiento comerciales. Se puede por tanto personalizar el uso del dispositivo, construyéndose el usuario su propio firmware según las necesidades que se tenga. El procedimiento a seguir para usar Quagga en el router TP-Link incluirá los siguientes pasos:  Descarga de la distribución OpenWrt de la página oficial.  Actualización del firmware base a OpenWrt mediante la interfaz web de configuración incluida en el propio firmware.  Gestionar las interfaces de red del router mediante la interfaz web de OpenWRT.  Instalar el paquete de software Quagga. Tal y como se aprecia en la figura 2-3 derecha, el TP-WR1043 dispone de 5 interfaces Gigabit Ethernet (hasta 1000 Mbits/s), de las cuales el router usa cuatro a priori para switching y una última para la conexión WAN6. Para hacer el router más funcional, una vez instalado OpenWrt se pueden separar las interfaces del router dedicadas a switching en VLAN,s7, de forma que se pueda utilizar cada interfaz para enrutamiento de forma independiente en lugar de formar parte todas de la misma LAN privada, tal y como vienen configuradas de fábrica. De esta forma se puede disponer de 5 interfaces configurables. 6 Wide Area Network (WAN): Hace referencia a una red que une múltiples redes de área local sin que éstas estén en una misma ubicación física. 7 Virtual Local Area Network (VLAN): Redes de área local que comparten la misma infraestructura de conmutación pero que operan de forma independiente. Son redes lógicas que se crean dentro de una red física. Figura 2 - 3 : Vista frontal y trasera del Cisco TP - LINK TL - WR1043ND. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 9 2.2.2 Entorno de configuración de Quagga: vtysh Una vez configuradas las interfaces mediante la interfaz web de OpenWrt y con Quagga instalado, se puede proceder a configurar el sistema para que realice funciones de enrutamiento, de la misma forma en que se haría en un router Cisco. No obstante no se accede directamente al software Quagga, ya que previamente ha de conectarse vía ssh al entorno de línea de comandos de OpenWrt. Una vez conectados al sistema operativo, simplemente ejecutando el comando vtysh se accede a la configuración del software Quagga. El entorno de configuración (véase figura 2-4) es muy parecido a la CLI del IOS Cisco, con niveles de operación, configuración y comandos similares. Tal y como se indica en el manual de Quagga, dentro de vtysh se pueden distinguir 3 modos principales de operación: modo view, modo enable y modos de configuración. En el modo view sólo se pueden realizar operaciones de supervisión del estado actual del router, relacionadas con la situación de las interfaces y de la tabla de enrutamiento. Es el primer nivel, a través del cual se accede al modo enable. El modo enable permite, además de todas las acciones permitidas en el modo view, realizar operaciones de escritura, para poder guardar así la configuración del sistema de enrutamiento. A través de él se puede acceder a los distintos modos de configuración de interfaz y de protocolos contenidos, como ya se ha señalado, en cada demonio de control. [5] [7] [10] Figura 2 - 4 : CLI de Quagga mediante conexión Telnet a través de la aplicación PuTTY PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 10 Vyos Vyos es un software de enrutamiento libre desarrollado desde 2013 como una variante del sistema Vyatta, creado en 2005 por la empresa del mismo nombre. Vyatta era en origen un sistema operativo de enrutamiento libre, hasta que en 2012 la empresa Vyatta fue comprada por la compañía Brocade. No obstante el núcleo de Vyatta es un software de acceso libre, lo que hizo posible que Vyos fuera desarrollado por la comunidad Linux. Vyos usa un motor de encaminamiento conocido como XORP8 y en esencia, es una distribución basada en Linux que puede ser usada de múltiples maneras, desde ejecución en modo LiveCD9 hasta instalada en una máquina física con arquitectura x86, e incluso instalado en una máquina virtual dentro de un servidor. Si bien Vyos no posee la vasta riqueza funcional de un router Cisco, empresa que invierte cientos de millones de dólares cada año en el desarrollo de sus productos, esto no presenta un problema, ya que Vyos dispone de las funciones y protocolos realmente necesarios para el ET. Además, por ser un software libre, con los conocimientos apropiados se pueden implementar funciones complementarias, como por ejemplo el protocolo CDP10 de Cisco. Para usar Vyos el administrador necesita descargar una imagen ISO de la distribución desde la página web oficial. Una vez realizada la descarga y como ya se ha indicado al inicio del punto, se puede usar el método que se desee para trabajar con ella, bien sobre un soporte físico (como LiveCD), instalándola en un PC, o bien en una máquina virtual. El resultado final es la transformación de la máquina, física o virtual, en un sistema de enrutamiento con las mismas funciones disponibles que las que pueda tener cualquier router convencional. [3] [11] 2.3.1 Plataforma de pruebas Vyos Las pruebas del sistema Vyos se han realizado utilizando máquinas virtuales. Las ventajas que aporta la virtualización son muchas en cuanto a la posibilidad de escalar todo lo que se desee nuestro sistema. Esencialmente este sistema tiene 2 elementos:  Un servidor, que provee de servicios CIS al puesto de mando mediante máquinas virtuales y en el que se configura también una máquina virtual Vyos, que enrutará los paquetes del resto de las máquinas. Este servidor debe tener por lo menos una interfaz física de red.  Un switch con capacidad de separar sus interfaces en VLAN,s, con los cuales ya se trabaja en el ET. Mediante un proceso denominado trunking11 se consigue que a través de una única interfaz física del servidor salga toda la información proveniente de las máquinas virtuales, ya encapsulada con su dirección IP y la VLAN a la que pertenece. En el capítulo 3 se detallan las conexiones físicas y virtuales realizadas para las pruebas con Vyos. [3] [5] 8 XORP: Software que funciona como motor de enrutamiento que soporta la mayoría de los protocolos enrutamiento existentes hoy en día 9 LiveCD: Modo de funcionamiento de un sistema operativo, que se carga desde un CD/DVD a la memoria RAM de un equipo, sin necesidad de instalarlo en el disco duro de la máquina. 10 CDP: Cisco Discovery Protocol. Es un protocolo propietario de Cisco que permite a un router anunciar a sus router vecinos, es decir, los conectados directamente a él. Funciona a nivel de capa 2 del modelo OSI. 11 Trunking: Por un enlace “trunk” viajan paquetes IP encapsulados con el número de VLAN a la que pertenecen. Este encapsulado se denomina dot1q. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 11 2.3.2 Entorno de configuración Vyos La CLI de Vyos se denomina xorpsh, no muy diferente de la del IOS Cisco y que, además ofrece una potente interfaz de configuración web. Para acceso remoto a la plataforma de enrutamiento se puede usar indistintamente ssh o telnet. Se dispone de 2 modos de trabajo dentro de la CLI de Vyos: modo de operación y modo de configuración. En el modo de operación solamente se pueden visualizar estadísticas y estado actual de la configuración del router. A través del modo de operación se accede al modo de configuración, donde se puede configurar todos los parámetros del router, desde las interfaces hasta los protocolos de enrutamiento. En la figura 2-5 se muestra una captura de la CLI de Vyos. [3] Figura 2 - 5 : CLI de Vyos mediante conexión Telnet a través de la aplicación PuTTY PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 12 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 13 3 Diseño e implementación de pruebas Diseño y topología general de las pruebas Los servicios de VOIP12 y VTC son relativamente recientes en cuanto a su uso por parte de las unidades de transmisiones del ET, de forma que no se muestran en la figura 1-2. Estos servicios son los que actualmente consumen la mayor parte del ancho de banda disponible en cada enlace, de ahí que estas pruebas se han diseñado en torno a estos dos servicios. Las pruebas se han diseñado para comprobar si se cumplen los requisitos establecidos en la introducción, adaptados a los medios disponibles en la unidad. Para el desarrollo de estas pruebas se ha utilizado la topología mostrada en la figura 3-1, cuya base son tres routers (R1, R2 y R3) conectados entre sí. Este esquema ha sido utilizado para probar los tres sistemas con el objeto de establecer un escenario común para todos, siendo además una topología típica de interconexión entre tres puestos de mando, utilizado comúnmente por las unidades de transmisiones en sus despliegues. Como se acaba de mencionar, los servicios CIS más exigentes actualmente en los CTPC,s en cuanto a demanda de ancho de banda son los de voz sobre IP (VOIP) y video teleconferencia (VTC), teniendo el resto de servicios una demanda despreciable. Teniendo en cuenta lo anterior, se han establecido los siguientes parámetros de calidad de servicio (QoS), que deberá cumplir cada sistema en las pruebas:  4 llamadas simultáneas de VOIP. Cada llamada requiere, usando el códec G.711, 64 Kbits. Luego cada router debe reservar 256 Kbit/s de ancho de banda para VOIP. 12 Voice over Internet Protocol. Es un sistema de telefonía que usa el tecnología IP para la realización de llamadas, diferenciándose de la telefonía en que no funcionan por conmutación de circuitos, si no por transmisión de los paquetes de datos a través de las redes de datos de las operadoras. Figura 3 - 1 : Esquema general de la red de pruebas PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 14  Ancho de banda mínimo de 128 Kbit/s para VTC por corresponsal que participe en la videoconferencia. Por la topología establecida se necesitará ancho de banda para 3 corresponsales simultáneos. Esto requeriría 384 Kbit/s por router, no obstante, para garantizar una mejor calidad de servicio, se suele fijar un mínimo de 512 Kbit/s.  Los enlaces punto a punto entre todos los routers estarán limitados a 1 Mbit/s, qué es el máximo que admite un enlace punto a punto convencional mediante radioenlace IP. Cabe destacar que el enlace entre R1 y R3 se realiza físicamente mediante antenas Ubiquiti de tecnología WiFi, con una capacidad de transmisión de 150 Mbit/s. No obstante las interfaces que conectan R1 y R3 con las antenas forman parte de la misma subred, de forma que virtualmente están conectadas como si formaran un enlace punto a punto físico. Las antenas Ubiquiti funcionan a estos efectos como un puente de red, totalmente transparente la configuración de la red. Así mismo la conexión entre R2 y los router R1 y R3 se realiza mediante enlace satélite, también transparente a nivel de capa 3 como en el caso anterior. Estos dos elementos son los enlaces más frecuentes entre unidades de transmisión, por lo que su introducción en la topología de las pruebas le confiere a ésta realismo, estableciendo unos límites de velocidad de red, que, con una conexión directa entre routers no se tendría, ya que la capacidad de las interfaces de red es de hasta 1 Gbit/s. Esta topología se ha adaptado en las pruebas a cada sistema, puesto que cada uno tiene unos requisitos de hardware distintos, como se detallarán en las subsecciones correspondientes a cada sistema. Para la simulación de las redes VOIP y VTC se han utilizado máquinas virtuales creadas con la plataforma VMware, de forma que cada una de las máquinas está asociada a una red IP distinta: VOIP, VTC y MGM (Management)13. Esta configuración es común para los tres sistemas comparados y la subred a la que pertenece cada servicio está detallada en la Figura 3-1. En las máquinas virtuales se ha instalado el sistema operativo Lubuntu, basado en la distribución Linux Ubuntu. Esta distribución tiene la particularidad de que consume muy pocos recursos de memoria y de procesamiento, conservando todas las funcionalidades necesarias para la realización de las pruebas. [12] El direccionamiento IP de las máquinas y el direccionamiento genérico común de las interfaces usadas como puertas de enlace de los router de los tres sistemas, así como el de las interfaces punto a punto que conectan los routers, viene descrito en la tabla 3-1. Además, en la figura 3-2 puede verse la interfaz gráfica de configuración de conexiones de red de una máquina virtual con sistema operativo Lubuntu, dentro del entorno de VMware. [12] [13] Tabla 3-1: Direcciones IP de las máquinas virtuales. Máquina (Red de pertenencia) Dirección IP / Máscara Máquina Dirección IP / Máscara Lubuntu 1 (LAN VOIP ) 192.168.1.2/26 Puerta de enlace VTC R2 192.168.2.65/26 Lubuntu 2 (LAN VTC) 192.168.2.2/26 Puerta de enlace VTC R3 192.168.2.129/26 Lubuntu MGM 1 (LAN MGM ) 192.168.3.2/26 Puerta de enlace MGM R1 192.168.3.1/26 Lubuntu 3 (LAN VOIP ) 192.168.1.66/26 Puerta de enlace MGM R2 192.168.3.65/26 Lubuntu 4 (LAN VTC) 192.168.2.66/26 Puerta de enlace MGM R3 192.168 .1.129/26 13 La red de gestión (management) se ha utilizado tanto para el control y supervisión remoto de los routers así como para introducir tráfico de saturación para la realización de las pruebas de rendimiento. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 15 Lubuntu 5 (LAN VOIP ) 192.168.1.130/26 Interfaz R1 - R2 (de R1) 172.16.1.1/30 Lubuntu 6 (LAN VTC ) 192.168.2.130/26 Interfaz R1 - R3 (de R1) 172.16.1.5/30 Lubuntu MGM 2 (LAN VOIP ) 192.168.3.130/26 Interfaz R1 - R2 (de R2) 172.16.1.2/30 Puerta de enla ce VOIP R1 192.168.1.1/26 Interfaz R2 - R3 ( de R2 ) 172.16.1.9/30 Puerta de enlace VOIP R2 192.168.1.65/26 Interfaz R1 - R3 ( de R3 ) 172.16.1.6/30 Puerta de enlace VOIP R3 192.168.1.129/26 Interfaz R2 - R3 ( de R3 ) 172.16.1.10/30 Puerta de enlace VTC R1 192.168. 2.1/26 Figura 3-2: Interfaz de configuración de red de la máquina Lubuntu 3 Las máquinas portátiles físicas que hacen de anfitrión para las virtuales cuentan con un sistema operativo Windows 10, un procesador Intel Dual Core de 1.8 GHz de velocidad y una memoria RAM de 4 GB. Se han realizado 2 pruebas para cada sistema:  Pruebas de enrutamiento: El protocolo de enrutamiento utilizado en las pruebas ha sido OSPF. Se ha comprobado el correcto funcionamiento del protocolo realizando trazas de ruta desde las máquinas virtuales, primero con la topología mostrada conectada completamente y después cortando la conexión entre R1 y R3.  Pruebas de rendimiento: Con la conexión entre R1 y R3 anulada, se ha comprobado el correcto envío y recepción de paquetes entre las máquinas virtuales situadas en los extremos de la red, de forma que mediante la aplicación Ostinato, se ha inyectado tráfico de paquetes ICMP desde cada máquina virtual de cada LAN hasta llegar a saturar la red, de forma que se ha comprobado el mantenimiento de los niveles de transmisión mínimos para las redes VOIP y VTC determinados previamente como requisito. Para comprobar el volumen de tráfico de las máquinas de destino se ha utilizado el programa de análisis de tráfico de red Wireshark, así como el monitor de tráfico de red incluido en el sistema operativo Lubuntu, que facilita PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 22 comprobar que el nivel de transmisión máximo es de alrededor de 2 MB/s y el nivel de recepción y transmisión de Lubuntu 5 es de alrededor de 32 kB/s, es decir 256 Kbit/s. Figura 4-3: Tráfico de red de la interfaz física anfitriona y de la interfaz virtual VOIP Resultados Quagga Las pruebas de enrutamiento con Quagga fueron satisfactorias. Al suprimir el enlace entre R1 y R3, la ruta entre estos routers se reencaminó a través de R2. En las figuras 4-4 y 4-5 se muestran las tablas de enrutamiento de R1 antes y después del corte. Figura 4 - 4 : Tabla de enrutamiento de R1 antes de suprimir el enlace PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 23 Como puede observarse, para llegar a las redes conectadas y publicadas por R3 es necesario ir a través de la interfaz de R2. Se comprueba también que la traza de ruta entre la máquina VOIP de R1 y R3 cambia, como se muestra en las figuras 4-6 y 4-7. En el ANEXO I se muestran las tablas de enrutamiento de los tres routers. Figura 4 - 5 : Tabla de enrutamiento de R1 después de suprimir el enlace Figura 4 - 6 : Traza de ruta antes del corte Figura 4 - 7 : Traza de ruta después del corte PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 24 Debido a que Quagga no dispone de herramientas para aplicar políticas de calidad de servicio, no se puede realizar un estudio similar al realizado con Cisco y con Vyos. No obstante como las interfaces Ethernet del router TP-Link son de clase Gigabit, cabe pensar que el tráfico que se introduzca en la red se verá estrangulado por los medios por los que se conecten los enlaces punto a punto entre routers, que como se ha indicado en el capítulo 1 de esta memoria, los medios más restrictivos a estos efectos son los enlaces mediante satélite, que limitan la velocidad de transmisión a 2 Mbit/s. Contando con que el tráfico generado por los sistemas CIS de un Puesto de Mando distintos de VOIP y VTC (mensajería, replicación SIMACET, etc.) es despreciable, se puede decir que sería difícil que se diera una saturación de la red tal que se impidiese la facilitación de esos servicios. Resultados Vyos Tanto las pruebas de enrutamiento como las de rendimiento de las políticas QoS han tenido un resultado positivo. En las pruebas de enrutamiento al realizar el corte entre R1 y R3 se ha observado como el protocolo OSPF reencamina el tráfico entre estos routers a través de R2. En las figuras 4-8 y 4-9 se muestran las trazas de ruta efectuadas entre las máquinas de R1 y R3, donde puede comprobarse que al realizar el corte, la traza muestra un salto más, a través de la interfaz de R2, con lo que se llega a la conclusión de que el protocolo OSPF funciona correctamente. En cuanto los resultados de las pruebas de rendimiento, se puede decir que se garantizan los niveles mínimos de transmisión definidos en los requisitos establecidos en el capítulo 1. No obstante, tal y como se observa en la figura 4-10, en el monitor de red de Lubuntu 5 se observan algunas fluctuaciones que no se observaban con Cisco, debidos al consumo de recursos de las máquinas virtuales en cuanto a procesamiento y memoria RAM. Esta limitación de hardware no se tendría si se usaran los clústeres de virtualización utilizados por las unidades de transmisiones, que disponen de múltiples procesadores así como una memoria RAM de más de 8 GB, con lo que cabe pensar que, de alojarse los routers Vyos en Figura 4 - 9 : Traz a de ruta después de suprimir el enlace Figura 4 - 8 : Traza de ruta desde Lubuntu 1 a Lubuntu 5 antes de anular el enlace PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 25 estos clústeres, tales fluctuaciones no se producirían, puesto que cada máquina virtual contaría con unos recursos muy superiores a los disponibles en las máquinas de estas pruebas. Figura 4 - 10 : Tráfico de red en la interfaz de Lubuntu 5 saturando el enlace PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 26 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 27 5 Impacto económico y comparativa Análisis económico Para realizar una comparativa económica se han considerado los costes de los elementos implicados en cada nodo por separado. En la tabla 5-1 se detallan los costes asociados a cada nodo de pruebas considerando todos los elementos necesarios para hacerlos funcionar, obviando los de los enlaces punto a punto entre routers, es decir, los enlaces satélites y las antenas Ubiquiti. También se ha obviado el coste de los ordenadores portátiles usados como máquinas anfitrión, no obstante se ha considerado el coste de la licencia de software de VMware, necesario para el uso de Vyos. [4] [15] Tabla 5-1: Comparativa Económica de los sistemas Elementos Cisco Quagga Vyos Router Cisco 2821 1000 € - - Switch Cisco Catalyst 2930 1350€ - 1350€ Switch no configurable D - Link DGS 1016d 90€ - - Switch no configurable 3COM 16470 80 € - - Licencia de uso VMware Workstation 12 - - 250 € Router TP - LINK TL-WR1043ND - 60€ - Licencias de uso OpenWrt/ Quagga - 0 € (software libre ) - Licencia de uso Vyos - - 0 € (software libre) Total 2520 € 60 € 1600 € Puede apreciarse que el sistema más económico es Quagga, instalado sobre el router TP-LINK TL1043ND, ya que no requiere de más elementos que el mencionado router. Por el contrario, el sistema más caro se ha demostrado que es el que usa routers Cisco. Cabe destacar que se ha considerado los routers 2821 para este análisis económico, pero los utilizados en realidad por las unidades son los routers Cisco 7200, cuyo precio medio oscila los 3000€, con lo que, en realidad, esa misma topología con los Cisco 7200 sería incluso más costosa. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 28 Comparativa funcional En la tabla 5-2 se muestra una comparativa de los tres sistemas, en base a los requerimientos establecidos en el capítulo 1. Tabla 5-2: Comparativa de sistemas Cisco Quagga Vyos Sistema Operativo IOS Linux Linux Código libre NO SI SI Instalable NO SI SI Compatibilidad TCP/IP SI SI SI Rutas Estáticas SI S I SI RIP v2 SI SI SI OSPF SI SI SI NAT SI SI SI Acceso remoto SSH SI SI SI Acceso remoto Telnet SI SI SI QoS SI NO SI SNMP SI SI SI Túneles GRE SI NO SI FHRP SI NO SI Route - m aps SI NO SI Como puede observarse en la tabla 5-2, tanto Cisco como Vyos cumplen con todas las especificaciones declaradas en el capítulo 1. Por el contrario, Quagga no cumple con algunos aspectos avanzados de los requisitos de enrutamiento exigidos, tales como implementación de QoS. No obstante estas carencias pueden subsanarse mediante la instalación paquetes adicionales en la distribución Linux sobre la que se esté ejecutando Quagga. Para el caso concreto de QoS podría instalarse el paquete qsmscripts, que permite la regulación de tráfico de datos por las interfaces de red configuradas. No obstante no es objeto de este TFG profundizar en este tipo de soluciones. [9] PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 29 Matriz de decisión Para determinar el sistema de enrutamiento idóneo se ha confeccionado una matriz de decisión en la que se han definido los siguientes criterios:  Coste de plataforma  Funcionalidad  Dificultad de operación  Instrucción de personal  Portabilidad del sistema  Soporte de empresa externa En la tabla 5.3 se muestra estos criterios, su ponderación y la evaluación ponderada de los tres sistemas. Tabla 5-3: Matriz de decisión Ponderación (%) Cisco Quagga Vyos Coste de plataforma 25 Evaluación (sobre 100 puntos) 40 95 80 Funcionalidad 25 Evaluación (sobre 100 puntos) 100 60 100 Dificultad de operación 15 Evaluación (sobre 100 puntos) 90 75 90 Instrucción del personal 10 Evaluación (sobre 100 puntos) 100 90 80 Portabilidad del sistema 10 Evaluación (sobre 100 puntos) 0 75 100 Soporte de empresa externa 15 Evaluación (sobre 100 puntos) 100 0 0 Total 100 450 395 445 Media ponderada (sobre 100) 73.5 66.5 76.5 Ranking 2 3 1 Se han considerado los costes y la funcionalidad como los dos parámetros de más peso para evaluar los sistemas, ya que se ha determinado que son los más importantes de cara a una evaluación y adquisición por parte de las unidades de transmisiones del ET. Hay que tener en cuenta que esta evaluación se hace en base a las pruebas realizadas, considerando no solo los sistemas de enrutamiento PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 30 comparados sino también los sistemas y aplicaciones asociadas a cada uno para la realización de las pruebas. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 31 6 Conclusiones Este TFG ha supuesto un reto en cuanto a la investigación realizada para la operación de los tres sistemas, así como el diseño del entorno de pruebas, que se ha basado en las topologías y configuraciones que son empleadas de forma común en las unidades de transmisiones del ET en sus ejercicios de despliegue, así como en zona de operaciones. Aunque se ha creado una topología común a los tres sistemas, ésta ha tenido que ser adaptada a cada sistema por las características de operación e instalación particulares de cada uno, por ejemplo, usando tecnologías de virtualización. No obstante las pruebas realizadas han sido comunes a los tres, pudiéndose así establecer una evaluación imparcial. Atendiendo a la matriz de decisión expuesta en la tabla 5-3 se puede concluir que, a la vista de los resultados obtenidos, el sistema de enrutamiento Vyos se muestra como un candidato ideal para sustituir a los actuales routers de la casa Cisco. Su funcionalidad es comparable a la de los sistemas Cisco, y el ser un sistema libre lo hace claramente mucho más económico, pese al pago de licencias por el entorno de virtualización utilizado para las pruebas. A ello hay que sumarle también la portabilidad del propio sistema, ya que la posibilidad de poderse instalar en entornos virtuales permite clonar tantas copias de la máquina virtual como sean necesarias. Hay que destacar que el uso de sistemas virtualizados en el entorno VMware ya está implantado en las unidades de transmisiones del ET, con lo que el personal ya tiene la formación necesaria para poder instalar el sistema de enrutamiento Vyos sobre una máquina virtual. Como último apunte, cabe decir que el uso de los switches Catalyst 2960 de Cisco sería opcional, puesto que añadiendo interfaces de red físicas a nuestro sistema anfitrión se pueden separar las interfaces de salida de Vyos, lo que elimina la necesidad de establecer un enlace trunk entre la máquina anfitrión y el switch. Esta posibilidad se puede llevar acabo con tarjetas de red Ethernet por USB, mucho más económicas que los switches Cisco. Quagga por contra no se muestra tan eficiente como Vyos, ya que no dispone de funcionalidades de uso general como implementación de políticas QoS. Podría ser usado como un sistema de enrutamiento puro en nodos intermedios de la red, ya que es capaz de ejecutar los protocolos de enrutamiento con la misma eficiencia que Cisco o Vyos, pero no como puerta de enlace en nodos extremos, donde sí que se requiere implementar políticas de calidad de servicio y route-maps. En cuanto a facilidad de operación, el entorno de configuración de Quagga es similar a la CLI de los router Cisco, teniendo los mismos comandos de configuración básicos para interfaces y protocolos de enrutamiento. No obstante hay que tener en cuenta que hay que dominar mínimamente el entorno Linux, así como la interfaz gráfica de configuración web de OpenWrt, lo cual no supone mayor reto. En el plano económico se puede considerar como el sistema más barato de los tres. Por ser un paquete software de Linux, también podría instalarse en una máquina virtual con un sistema operativo Linux instalado, con lo que se llegaría a tener una portabilidad similar a la de Vyos En cuanto a Cisco, era de esperar que superara con éxito las pruebas realizadas, puesto que es el sistema actualmente en uso ya en las unidades de transmisiones del ET. No obstante su coste sigue siendo muy superior al de los sistemas alternativos evaluados, no sólo por el precio de adquisición de los routers, sino también por el coste de las tarjetas de expansión a instalar en ellos y de los switches necesarios para completar las topologías. Como última reflexión se puede decir que, a la vista de los resultados de este trabajo, es factible e incluso necesaria la exploración de sistemas alternativos de enrutamiento, en la búsqueda de opciones mucho más económicas e igual de eficientes que los sistemas Cisco actualmente implantados en las unidades de transmisiones del Ejército de Tierra español. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 38  Reenvío de Puertos: servidor virtual, activación de puertos, UPnP, DMZ  DNS Dinámico: DynDns, Comexe, NO-IP  VPN Pass-Through: PPTP, L2TP, IPSec (Cabecera ESP)  Control de Acceso: Control parental, control de gestión local, lista de hosts, programación de acceso, gestión de reglas  Seguridad Firewall ▪ DoS, cortafuegos SPI ▪ Filtrado de direcciones IP/filtrado de direcciones MAC/filtrado de dominios ▪ Vinculación de direcciones IP y MAC  Protocolos: Support IPv4 and IPv6  Red de Invitados: 2.4GHz Guest Network×1  Factores Ambientales ▪ Temperatura de funcionamiento: 0℃ ~ 40℃ (32℉ ~ 104℉) ▪ Temperatura de almacenamiento: -40℃ ~ 70℃ (-40℉ ~ 158℉) ▪ Humedad de funcionamiento: 10% ~ 90% sin condensación ▪ Humedad de almacenamiento: 5% ~ 90% sin condensación PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 39 Anexo C: Inyector de paquetes Ostinato Ostinato es un software de inyección de paquetes que ha permitido realizar las simulaciones de tráfico a través de la red en las pruebas de rendimiento. [14] En este anexo se muestran las ventanas de configuración del software de inyección de paquetes Ostinato, software libre instalada en la máquina Linux Lubuntu 2, perteneciente a la LAN VTC de pruebas. En la figura 1 del presente anexo se pueden distinguir los siguientes elementos: 1. Interfaz de salida de tráfico: esta es la interfaz de red de la máquina virtual 2. Ratio de inyección de paquetes: selecciona la velocidad de inyección de paquetes en bits/s 3. Cuadro de información de tráfico: facilita, entre otras cosas, información acerca de la velocidad de transmisión y recepción de tráfico en Bytes/s 4. Botones de operación: sirven para iniciar y parar la inyección, eliminar los datos estadísticos, e iniciar y parar la escucha de tráfico entrante a través de la interfaz. 5. Cuadro de streams en uso: las streams se configuran para regular el tráfico de inyección de paquetes así como para determinar el origen y destino de los mismos. Se pueden configurar varias streams de forma que se pueden usar de forma secuencial Figura Anexo C - 1 : Vista de la interfaz de inyección de paquetes Ostinato PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 40 En la figura C-2 se muestra la interfaz de configuración de streams de la aplicación Ostinato, con sus distintas pestañas de selección de protocolos, configuración de protocolos, control de tráfico del stream y la visión de los paquetes generados. En la figura C-3 se muestra la interfaz de configuración de protoclolos: con los siguientes elementos resaltados: Figura Anexo C - 2 : Interfaz de configuración de streams Figura Anexo C - 3 : Interfaz de configuración de Stream en la pestaña de configuración de protocolo PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 41 1. Pestañas de acceso a configuración de las distintas capas OSI del tráfico a inyectar en el stream: en estas pestañas se pueden configurar toda la información necesaria para la confección de un stream, relativas a origen y destino de tráfico a nivel de capa 2 y capa 3 y contenido de los paquetes 2. Vista en detalle de la pestaña de configuración IP de los paquetes, con la dirección IP de origen y destino de los paquetes inyectados. PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 42 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 43 Anexo D: Tablas de enrutamiento y configuración de interfaces de los router Cisco En la figura D-1 se puede observar como el router como para llegar a las redes conectadas a los router R2 y R3 se usa el protocolo de enrutamiento OSPF, estando estas redes marcadas como una ‘O’ en el margen izquierdo de la tabla. Esto ocurre de manera análoga en los router R2 y R3. Figura Anexo D - 1 : Tabla de enrutamiento del router R1 Figura Anexo D - 2 : Configuración de interfaces del router R1 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 44 En la figura D-2 se la configuración de las interfaces de red del router R1 asignadas de la siguiente manera:  GigaBitEthernet0/0: Interfaz de enlace R1-R3  GigaBitEthernet0/1.15: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VTC  GigaBitEthernet0/1.25: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VOIP  GigaBitEthernet0/1.35: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN MGM  Serial0/1/0: Interfaz de enlace R1-R2  Loopback0: La dirección de esta interfaz identifica al router cuando el protocolo OSPF publica sus rutas. Figura Anexo D - 3 : Tabla de enrutamiento del router R2 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 45 En la figura D-4 se la configuración de las interfaces de red del router R1 asignadas de la siguiente manera:  Serial0/0/0: Interfaz de enlace R1-R2: Interfaz de enlace R1-R3  GigaBitEthernet0/1.15: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VTC  GigaBitEthernet0/1.25: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VOIP  GigaBitEthernet0/1.35: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN MGM  Serial0/1/0: Interfaz de enlace R1-R2  Loopback0: La dirección de esta interfaz identifica al router cuando el protocolo OSPF publica sus rutas. Figura Anexo D - 4 : Configuración de interfaces del router R2 Figura Anexo D - 6 : Tabla de enrutamiento del router 3 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 46 En la figura D-4 se la configuración de las interfaces de red del router R1 asignadas de la siguiente manera:  Serial0/0/0: Interfaz de enlace R1-R2: Interfaz de enlace R1-R3  GigaBitEthernet0/1.15: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VTC  GigaBitEthernet0/1.25: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN VOIP  GigaBitEthernet0/1.35: Sub-interfaz puerta de enlace para la LAN MGM  Serial0/1/0: Interfaz de enlace R1-R2 Loopback0: La dirección de esta interfaz identifica al router cuando el protocolo OSPF publica sus rutas. Figura Anexo D - 7 : Confi guración de interfaces del router R3 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 47 Anexo E: Comandos introducidos en el entorno de configuración de R1 La CLI está estructurada por niveles. En cada nivel el usuario tiene una serie de privilegios y acceso a distintas configuraciones. A continuación se detallan estos niveles. En general se puede hablar de 6 modos de configuración:  Usuario: visualización de configuración del router.  Privilegiado: mismas atribuciones que el modo usuario, permitiendo además salvar la configuración y reiniciar el dispositivo. Proporciona acceso al modo de configuración global.  Configuración global: Configuración básica (hostname, mensaje del día, contraseñas de acceso a la configuración, etc.)  Sub-modos de configuración: Interfaces, protocolos de enrutamiento, políticas QoS. Existen además otros dos modos de operación: modo Rommon, que ejecuta una versión reducida del IOS y permite entre otras cosas una carga manual del IOS cuando este no se produce por algún fallo de forma automática, y el modo Setup, que permite una configuración interactiva cuando no existe un fichero de configuración previo que cargar al inicio. En la tabla E-1 se muestran los comandos introducidos en el router Cisco R1. [5] Tabla Anexo E - 1: Configuración router Cisco R1 APARTADOS DE CONFIGURACIÓN COMANDOS INTRODUCIDOS HOSTNAME hostname R1 PASSWORDS enable secret cisco Figura Anexo E - 1 : Vista de la CLI en modo privilegiado a mediante la aplicación Hyperterminal PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 54 Figura Anexo F - 3 : Detalle de las conexiones Ethernet y serial WIC del router R1 Figura Anexo F - 5 : Pareja de antenas Ubiquiti utilizadas para el enlace entre R1 y R3 Figura Anexo F - 4 : Esta ción satélite 'Asturias' utilizada en las pruebas PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 55 Anexo G Configuración de interfaces en OpenWrt En este anexo se detalla la configuración de OpenWrt para separar sus interfaces en VLAN,s. Según se puede ver en la figura G-1, en la columna izquierda se van añadiendo VLAN,s de forma que cada una va numerada tal y como se ha especificado para las pruebas. Los puertos 1-6 corresponden con los puertos físicos de salida, siendo el 5 y el 6 correspondientes al mismo puerto pero con velocidades de transmisión distintas de 100 Mbit/s y 1000Mbit/s respectivamente. Las VLAN 3 y 4 son auxiliares y están desactivadas. La VLAN 2 tiene correspondencia con el puerto 5/6 que es el puerto WAN de configuración. Las etiquetas tagged/untagged significan que en el caso de estar seleccionado en tagged, los paquetes saldrán encapsulados por el puerto determinado número de VLAN que se le ha asignado. En caso de seleccionar untagged, no se efectuará dicho encapsulado Una vez configurados los puertos físicos se configuran, también mediante interfaz web las interfaces y sub-interfaces dedicadas a cada VLAN, estableciendo los parámetros de dirección IP y máscara de red. Figura Anexo G - 1 : Configuración de puerto s del router TP - Link mediante interfaz web PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 56 En la figura G-2 se puede comprobar cómo quedan configuradas las interfaces de red una vez establecidos todos los parámetros. A cada interfaz se le puede asignar un nombre. El caso de la figura corresponde al router R1. Figura Anexo G - 2 : Detalle de configuración de interfaces en OpenWrt mediante interfaz web PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 57 Anexo H: Herramienta Realtek Ethernet Diagnostic Utility En este anexo se muestra la configuración de sub-interfaces de red con la herramienta Realtek Ethernet Diagnostic Utility, la cual permite crear VLAN,s. En las pruebas con Quagga, las interfaces de red de las máquinas virtuales se han conectado a estas VLAN,s para darles salida al exterior, tal y como se muestra en la figura 3-8. IEn la figura H-1 se puede ver la creación de las sub-interfaces de la NIC física de uno de los ordenadores que han hecho de máquina anfitrión, las cuales se puede ver su correspondencia con las interfaces Ethernet 3, 4 y 5 de los adaptadores de red de la figura H-2. Figura Anexo H - 1: Interfaz de configuración Realtek Ethernet Diagnostic Utility Figura Anexo H - 2 : Interfaces sub - interfaces v irtuales de red de la NIC física PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 58 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 59 Anexo I: Tablas de enrutamiento de Quagga En este anexo se muestran las tablas de enrutamiento de los tres routers configurados en las pruebas, como evidencia del funcionamiento del protocolo de enrutamiento OSPF. Como puede comprobarse, es una tabla similar a las confeccionadas por el IOS de Cisco, tal y como se muestra en las figuras I-1, I-2 e I3. Figura Anexo I - 1: Tabla de enrutamiento del router R1 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 60 Figura Anexo I - 2: Tabla de enrutamiento del Router R2 Figura Anexo I - 3: Tabla de enrutamiento del router R3 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 61 Anexo J: Configuración de interfaces Vyos A continuación, en las figuras J-1, J-2 y J-3 se muestran las configuraciones de las interfaces de los router Vyos, mostrados mediante CLI abierta con la herramienta de conexiones remotas PuTTy. Figura Anexo J - 1: Configuración de interfaces del router R1 Figura Anexo J - 2: Configuración de interfaces del router R2 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 62 Figura Anexo J - 3: Configuración de interfaces del router R3 PLATAFORMAS DE ENRUTAMIENTO ALTERNATIVAS 63 Anexo K: Comandos de configuración de los routers Vyos En este anexo se detallan los comandos utilizados para la configuración del router Vyos R1. Por tener una configuración análoga, se han omitido las configuraciones de los routers R2 y R3. Tabla Anexo K - 1: Configuración del router Vyos R1 APARTADOS DE CONFIGURACIÓN COMANDOS INTRODUCIDOS HOSTNAME set system login user R1 full-name R1 PASSWORDS set system login user R1 authentication plaintext-password vyos set system login user R1 level admin SSH set service ssh port '22' QoS set traffic-policy shaper VOIP bandwidth 256kbit set traffic-policy shaper VTC bandwidth 512kbit set traffic-policy limiter WAN_SATELITE 2000kbit set policy access-list 101 rule 10 action permit set policy access-list 101 rule 10 destination network 192.168.1.0 set policy access list 101 rule 10 source network 192.168.1.0 set policy access list 101 rule 10 inverse-mask 0.0.0.255 set policy route-map VOIP rule 10 action permit set policy route-map VOIP set policy route-map VOIP rule 10 match ip address access-list 101 set policy access-list 102 rule 10 action permit set policy access-list 102 rule 10 destination network 192.168.2.0 set policy access list 102 rule 10 source network 192.168.2.0