4. Uso y configuración en una red LAN Ethernet

La red local (LAN) Ethernet más simple puede conformarse con 2 computadores cada uno con tarjeta ethernet interconectados por un cable UTP cruzado. Sin embargo típicamente una red ethernet consta de varios computadores con tarjetas Ethernet interconectados por uno o más[20] concentradores (también llamado hub o switch) y cables UTP directos de cada computador a algún concentrador. La velocidad de la red depende de la velocidad de las tarjetas de red, la velocidad de los concentradores y la categoria de los cables. Esta velocidad se mide en Megabits (millones de bits por segundo), y sus valores típicos son 10Mb, 100Mb, 1000Mb o 1Gb y recientemente 10Gb.

4.1. Tarjetas Ethernet

La inmensa mayoría de tarjetas Ethernet de 10MB, 100MB y 1000MB, así como algunas de 10G son soportadas por OpenBSD, la lista completa la puede consultar en: http://www.openbsd.org/amd64.html. Por su parte las tarjetas populares que hemos identificado como no soportadas son: Encore ENL832-TX-RENT, Encore ENL832-TX-EN.

En cada computador, cada dispositivo de interconexión se asocia a una interfaz de red cuando es detectado en el momento del arranque (o por demanda como en el caso de tun0). Estas interfaces se administran con ifconfig, por ejemplo para listarlas todas utilice:

ifconfig -a

A continuación se presenta un ejemplo de la salida de este comando:

lo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 33160
	priority: 0
	groups: lo
	inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000
	inet6 ::1 prefixlen 128
	inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x6
re0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	lladdr 00:14:d1:1a:cf:b2
	priority: 0
	groups: egress
	media: Ethernet autoselect (100baseTX full-duplex,rxpause,txpause)
	status: active
	inet 189.148.51.41 netmask 0xffffff00 broadcast 189.148.51.255
	inet6 fe80::214:d1ff:fe1a:cfb2%re0 prefixlen 64 scopeid 0x1
re1: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	lladdr 00:14:d1:1a:ce:93
	priority: 0
	media: Ethernet autoselect (1000baseT full-duplex)
	status: active
	inet 192.168.2.1 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.2.255
	inet6 fe80::214:d1ff:fe1a:ce93%re1 prefixlen 64 scopeid 0x2
re2: flags=8802<BROADCAST,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	lladdr 00:14:d1:1a:cf:af
	priority: 0
	media: Ethernet autoselect (10baseT half-duplex)
	status: no carrier
vr0: flags=8843≶UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	lladdr 00:19:db:82:8f:93
	priority: 0
	media: Ethernet autoselect (100baseTX full-duplex)
	status: active
	inet 192.168.1.1 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.1.255
	inet6 fe80::219:dbff:fe82:8f93%vr0 prefixlen 64 scopeid 0x4
enc0: flags=0≶> mtu 1536
	priority: 0
pflog0: flags=141≶UP,RUNNING,PROMISC> mtu 33160
	priority: 0
	groups: pflog

Es como una tabla con 2 columnas, en la de la izquierda se lista el nombre de la interfaz de red (en este ejemplo lo0, re0, re1, re2, vr0, enc0, pflog0), y a la derecha las características de cada interfaz, por ejemplo las características de la interfaz re0 son:

	flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	lladdr 00:14:d1:1a:cf:b2
	priority: 0
	groups: egress
	media: Ethernet autoselect (100baseTX full-duplex,rxpause,txpause)
	status: active
	inet 189.148.51.41 netmask 0xffffff00 broadcast 189.148.51.255
	inet6 fe80::214:d1ff:fe1a:cfb2%re0 prefixlen 64 scopeid 0x1

Algunas de las interfaces corresponden a tarjetas de red (en este ejemplo re0, re1, re2 y vr0) mientras que otras son virtuales, como lo0 que representa el mismo computador, enc0 que sirve para cifrados con IPSec y pflog0 que permite examinar en tiempo real actividad del cortafuegos pf.

Con respecto a las propiedades de cada interfaz física, resaltamos

status

Puede ser active para indicar que hay cable conectado a la tarjeta en un extremo y el otro extremo está conectado a algún concentrador (o a otro computador si es cruzado). Note que en el ejemplo la interfaz re2 no está conectada.

lladdr

Con la dirección MAC de la tarjeta de red (un número único para cada tarjeta fabricada).

inet

Propiedades IPv4, por ejemplo:

inet 189.148.51.41 netmask 0xffffff00 broadcast 189.148.51.255

Indica que la IP es 189.148.51.41, con mascara de red 255.255.255.0 (en hexadecimal 255 es ff), y dirección para envíos masivos (broadcast) 189.148.51.255.

inet6

Propiedades IPv6, por ejemplo:

inet6 fe80::214:d1ff:fe1a:cfb2%re0 prefixlen 64 scopeid 0x1

Indica que la dirección IPv6 es fe80::214:d1ff:fe1a:cfb2

media

Que indica tipo de medio físico que está conectado o configurado en esa interfaz. En el ejemplo presentado las interfaces re0 y vr0 están operando a 100Mb (Megabit), mientras que la interfaz re1 está operando a 1Gb (Gigabit).

flags

Que indica banderas que tiene activa la interfaz y la MTU (Unidad de transferencia máxima). Note que lo0 es la única que tiene la bandera LOOPBACK la cual indica que esa interfaz es virtual y se refiere al mismo computador.

Los dispositivos reconocidos en el momento del arranque que se asocian a interfaces de red, así como los que no logran configurarse, pueden verse con:

dmesg | less
	

Un ejemplo típico de una tarjeta Ethernet reconocida es:

re0 at pci0 dev 8 function 0 "Realtek 8169" rev 0x10: RTL8169/8110SB (0x1000), apic 2 int 16 (irq 10), address 00:14:d1:1a:cf:b2
	

Note que se lista el nombre de la interfaz (i.e re0), los recursos de hardware que emplea y la dirección MAC (i.e 00:14:d1:1a:cf:b2).

OpenBSD incluye documentación completa para cada tipo de dispositivo detectable (por ejemplo opciones); para el caso del controlador del ejemplo anterior puede verse con:

man re
	

4.2. Configuración de una interfaz de red

Debe configurar cada interfaz de red en un archivo con un nombre de la forma /etc/hostname.interfaz. Por ejemplo para el caso de la tarjeta con controlador re e interfaz asignada por el kernel en el arranque re0, seria /etc/hostname.re0.

Como se explica en man hostname.if en el caso de una red IPv4 con DHCP basta que ese archivo tenga la línea:

dhcp
			

Si el direccionamiento en la red local es estático, tal archivo debe tener en una línea separados por un espacio los siguientes datos (en este orden):

  • Familia de direcciones. Tìpicamente inet

  • IP (e.g 189.148.51.41)

  • Mascara de red (e.g 255.255.255.0)

  • Dirección de broadcast o la palabra NONE

  • Eventualmente opciones

La línea completa sería:

inet 189.148.51.41 255.255.255.0 NONE
			

Un archivo como estos lo puede crear y/o editar con cualquier editor de texto (por ejemplo mg o vim). Si tiene sesión de X-Window puede emplear desde una terminal

sudo touch /etc/hostname.re0; sudo xfw /etc/hostname.re0
			

Estas ediciones también las puede hacer en adJ con botón derecho sobre el escritorio Dispositivos->Red->Configurar Interfaces, que le permitirá editar cada uno de los archivos de cada interfaz de red detectada por ifconfig (excepto lo0, enc0, pflog0, tun).

[Aviso]Aviso

Es importante que la línea del archivo /etc/hostname.re0 que configura sus propiedades IPv4, termine con el caracter fin de línea, es decir que en el editor con el que la edite termine la línea con la tecla RETORNO.

Y la IP de la compuerta de su red (ver Sección 1, “Introducción a TCP/IPv4”) se configura en /etc/mygate que también debe editar con su editor preferido y que también debe terminar con fin de línea. Un ejemplo típico del contenido sería una línea con:

189.148.51.1

Con adJ puede hacer botón derecho sobre el escritorio Dispositivos->Red->Configurar Puerta de Enlace.

Después de hacer cambios a la configuración de red es posible que pueda reiniciar el sistema de redes con:

$ sudo sh /etc/netstart
			

aunque en algunos casos es necesario reiniciar el computador.

Note que si ha cambiado una tarjeta de red es posible que antes de reinicar debe reconfigurar el cortafuegos en el archivo /etc/pf.conf

4.3. Protocolo ARP

La tabla del protocolo ARP asocia direcciones físicas de tarjetas de red conectadas a su red con direcciones IP. Para examinar tal tabla use:

arp -a 
	    

es posible agregar entradas de manera permanente o eliminarlas con las opciones -s y -d respectivamente.

4.4. Cableado de una red local

4.4.1. Planeación

Necesitará un concentrador preferiblemente de 1Gb con suficientes puertos para todos los computadores que tenga o varios interconectados en cascada, cable UTP categoria 5e o 6 con conectores RJ-45 y en cada computador deberá tener una tarjeta Ethernet (preferiblemente de 1GB) con un puerto para un conector RJ-45 (ver Sección 4.2, “Configuración de una interfaz de red”).

El espacio físico en el que esté la red será la primera restricción que debe tener en cuenta. Haga un plano de ese espacio con las distancias a escala, ubique los computadores y diseñe el recorrido de los cables al concentrador. Hay varias recomendaciones que puede tener en cuenta al diseñar el mapa:

  • Es aconsejable por estética y seguridad que los cables vayan por canaletas.

  • La longitud máxima de cada cable (para unir concentrador y computador) es de 100 m.

  • Busque que los cables/canaletas vayan por las paredes del recinto y estén resguardadas (para evitar que alguien se tropiece).

En el mapa que haga también puede consignar las direcciones IP que planee usar en cada computador. Emplee direcciones asignadas para redes privadas, por ejemplo 192.168.1.1 al servidor y los clientes 192.168.1.2, 192.168.1.3 y así sucesivamente. Cómo compuerta emplee en todos los clientes la dirección del servidor y como máscara de red emplee 255.255.255.0 (ver Sección 1, “Introducción a TCP/IPv4” ).

4.4.2. Adquisición de Hardware

Para hacer la adquisición de Hardware tenga en cuenta:

  • Los nombres de los componentes pueden variar de un almacén a otro, algunos sinónimos son:

    • tarjeta ethernet, tarjeta con conectores RJ45

    • concentrador o hub o switch repetidor

    • cable de pares trenzados, par trenzado, twisted pair, cable Ethernet, UTP (Unshielded Twisted Pair).

  • Use el plano de red para determinar la longitud de cada cable, recuerde que todo computador debe tener un cable que lo una con el concentrador (compre un poco más de la longitud que midió pues al intentar ensamblar los conectores podría perder algo de cable en cada intento).

  • El concentrador debe tener suficientes puertos para todos los computadores (pueden ponerse varios concentradores en cascada).

  • Cada computador debe tener una tarjeta de red Ethernet preferiblemente 1Gb que pueda usar desde OpenBSD (ver Sección 4.2, “Configuración de una interfaz de red”) ---recordar que las más incompatibles son las populares Encore.

  • Cada cable debe tener dos conectores RJ-45. Uno para conectarlo al computador y el otro para conectarlo al concentrador. (Compre varios conectores RJ-45 adicionales pues al intentar ensamblar podría perder algunos).

4.4.3. Instalación

Una vez tenga instaladas las tarjetas de red debe conectar los cables a tales tarjetas y al concentrador. Como eventualmente usted mismo hará los cables, en esta sección damos instrucciones para que le resulte fácil el proceso. Requerirá unas pinzas especiales [21] para conectores RJ-45 y un probador (tester) para comprobar que fluye corriente en los cables que haga.

Ubique en el espacio para la red los computadores y los cables (verifique que las medidas de su plano hayan sido correctas).

Ponga en cada extremo de cada uno de los cables un conector RJ-45 empleando unas pinzas especiales. Como el cable UTP se compone de 8 cablecitos de colores tenga en cuenta:

  1. Deje entre 8mm y 12 mm de los 8 cables al descubierto. [22]

  2. Al preparar los cables tenga en cuenta que las tarjetas de 100MB y 1000MB requieren un orden especial de los cables que conforman un UTP 5, UTP 5e o UTP 6, si no aplica este orden, con algunos cables de varios metros puede tener problemas de comunicación (ni siquiera podrá resolver ARP). En redes de 10MB y 100MB puede usar cualquier de estos tipos de cables, pero para redes de 1000MB debe usar UTP 5e o UTP 6. Hay dos secuencias estandarizadas para los cables que conforman un UTP 5/5e/6, de las cuales la más común es la TIA/EIA-568-B:

    • Para cables directos (que unen por ejemplo un computador a un concentrador), los dos extremos del cable se ponen en el conector RJ-45 siguiendo la misma secuencia: 1 - blanco/naranja, 2 - naranja, 3 - blanco/verde, 4 - azul, 5 - blanco/azul, 6 - verde, 7 - blanco/cafe, 8 - cafe

    • Para un cable cruzado (que permite unir dos computadores o en algunos casos 2 concentradores): Lado 1: 1 - blanco/naranja, 2 - naranja, 3 - blanco/verde, 4 - azul, 5 - blanco/azul, 6 - verde, 7 - blanco/cafe, 8 - cafe. Lado 2: 1 - blanco/verde, 2 - verde , 3 - blanco/naranja, 4 - blanco/cafe, 5 - cafe, 6 - naranja, 7 - azul, 8 - blanco/azul.

    Empareje los 8 cablecitos antes de intentar ponerlos en el conector RJ-45. Pongalos en el orden antes indicado para cables directos.

  3. El conector RJ45 tiene varios canales, por cada uno de esos canales debe pasar un cablecito de color. Empuje bien los cablecitos hasta el fondo del conector RJ-45 y con las pinzas especiales baje los contactos del conector y asegure el cable.

  4. Después de ensamblar el primer extremo verifique con un probador que todos los cablecitos hagan contacto. Después ensamble el segundo extremo empleando la misma secuencia de colores y después verifique que estén haciendo buen contacto con un probador.

Una vez tenga los cables verifique que la tarjeta de red de cada computador esté bien instalada (algunas tienen luces [23] que se encienden cuando transmite o recibe información por el cable), y conecte con cables todas las tarjetas al concentrador.

Verifique también que cada tarjeta de red sea reconocida por el kernel y asigne la IP que planeó para cada una (ver Sección 4.2, “Configuración de una interfaz de red”).

Finalmente verifique la instalación transmitiendo paquetes de un computador a otro. Por ejemplo desde el servidor (tal vez con IP 192.168.1.1) intente conectarse a un cliente (tal vez IP 192.168.1.2) con ping :

ping 192.168.1.2	
	  

y viceversa.

4.5. Referencias

  • FAQ de OpenBSD Sección 6.

  • Páginas man de arp, route, ifconfig, hostname.if

  • Sobre cables Ethernet puede consultarse en [[ethernet-cables]]



[20] Pueden ponerse concentradores en cascada.

[21] En Colombia a tal "pinza especial" se le conoce como "ponchadora".

[22] Pablo Chamorro nos indicó que "algunas pinzas tienen un tope, entonces al colocar las puntas de los cables junto al tope, el corte de la envoltura del cable siempre se realiza en el mismo punto para que ni sobre ni falte y así no hay que preocuparse por estimar el punto de corte."

[23] Luces es traducción de LED (Light emitting diode).