Guia Completa de Protocols, Serveis i Emmagatzematge en Xarxes

Conceptes Fonamentals de Xarxes i Protocols

Serveis de Xarxa i Sockets

Serveis de xarxa: Tasques de xarxa que s’executen dins del sistema operatiu (SO). També se’ls anomena dimonis. Proporcionen utilitats específiques.

Socket: Element de programari de comunicacions que associa un número de port de comunicacions i un protocol a un servei de xarxa.

Protocols de Xarxa Essencials

Protocol IP: Proporciona un sistema d’adreçament per a cada node de la xarxa. D’aquesta manera, cada node queda identificat per una adreça de 4 bytes.

Les màscares de subxarxa: Són una seqüència de 32 bits que serveixen per distingir quina part de l'adreça IP codifica la subxarxa.

Protocol TCP: Va ser dissenyat per realitzar connexions en xarxes insegures, proporcionant seguretat al protocol IP. S’utilitza en aplicacions client-servidor i en serveis crítics com el correu electrònic. La seguretat s’aconsegueix amb capçaleres de missatges grans i confirmacions de missatges per assegurar les comunicacions, la qual cosa alenteix les comunicacions. El protocol TCP és un protocol de nivell 4 i és l’encarregat de la gestió d’errors del protocol IP.

Protocol UDP (nivell 4): S’utilitza en transmissions ràpides que no necessiten tanta seguretat en la transmissió. Realitza la transmissió sense haver assegurat la connexió, és a dir, sense garanties d’entrega. La diferència amb el protocol IP és que amb l'UDP utilitzem paquets d'informació més grans, anomenats datagrames o segments de 64 Kbytes.

Protocols de Diagnòstic i Complementaris

Protocol ICMP: És un protocol de supervisió amb un únic paquet IP, que informa d’esdeveniments que es produeixen a la xarxa.

Ping: És una utilitat de diagnosi en xarxes LAN que comprova l’estat de connexió del host local amb un o diversos equips remots mitjançant l’enviament de paquets ICMP de sol·licitud i de resposta. Amb aquesta utilitat es pot diagnosticar l’estat, la velocitat i la qualitat d’una xarxa determinada.

Protocol ARP: Complementa les accions de TCP/IP. S’encarrega de donar adreces IP a les adreces MAC de la xarxa. El host emissor envia un paquet ARP (nivell 3) amb l'adreça IP de destí. El destí contesta amb un altre paquet ARP que conté la seva adreça MAC. El host emissor crea una taula amb les dues adreces per a futures emissions.

Protocols de la Suite TCP/IP (Nivell d'Aplicació)

Hi ha molts tipus de protocols d'aplicació dins de la suite TCP/IP, com per exemple:

• HTTP: Protocol per a navegar per Internet.
• SNMP: S’utilitza per a la gestió de la xarxa, és a dir, permet la configuració de paràmetres de la xarxa des de la consola.
• RPC: S’encarrega del diàleg entre aplicacions client-servidor. Per exemple, quan es demana informació a un servidor que té bases de dades.
• SMTP: Protocol bàsic per a l’intercanvi de missatges de correu electrònic.
• POP: Descàrrega de correus del servidor a la safata d’entrada del client.
• IMAP: Només descarrega el correu a petició de l’usuari, una vegada llegida la capçalera.

Recursos Compartits i Servidors de Xarxa

Recursos Compartits a la Xarxa

Són elements lògics que poden realitzar accions a petició d’un sol·licitant. El recurs serà compartit si la petició es fa mitjançant la xarxa, i aquest ocupa un node.

IPP: És un protocol específic d’impressió d’arxius via web pel port 631.

Tipus de Servidors de Xarxa

Servidors WINS: Equivalent al DNS però utilitzant directament el nom NETBIOS de l’equip. Només era útil dins de la LAN, no hi havia cap possibilitat de comunicació amb l’exterior. Windows integra dins d’una mateixa taula els noms WINS i DNS amb la seva respectiva IP.

Servidors DNS: Organitza de manera jeràrquica tots els nodes connectats a Internet. Veiem un exemple de la jerarquització a l'hora de definir el domini: Pc07.safa.joanpelegri.org, essent Pc07 el node, safa el sub-subdomini, joanpelegri el subdomini i org el domini. Estrictament, només necessitem un Servidor DNS anomenat DNS Primari. Però també n’hi ha un Servidor DNS Secundari que fa les mateixes tasques que el primari en cas de fallida del primari.

Servidors DHCP: Quan un node es connecta a la xarxa, envia un missatge multicast. En aquest moment, el servidor (o encaminador) DHCP respon donant la configuració, una adreça IP entre un rang de direccions que defineix l’administrador de la xarxa. Aquestes adreces dinàmiques s’assignen únicament durant un determinat temps que també defineix l’administrador. Els servidors DHCP moderns també assignen màscara, porta d’enllaç (gateway) de la xarxa, i fins i tot l’adreça dels servidors DNS o WINS.

Gestió d'Adreces IP i Tipus de Xarxes

Assignació d'Adreces IP Dinàmiques vs. Estàtiques

Avantatges de les Adreces IP Dinàmiques:

• Els operadors, a partir de l'adreça IP del client, poden adreçar un espai d’adreces més gran.
• Control i restricció de les IPs per a un tipus de nodes.
• El canvi de l'adreça IP d’un encaminador, des de DHCP, s'actualitza automàticament en tots els nodes.

Inconvenients de les Adreces IP Dinàmiques:

• Si el servidor DHCP s'espatlla, els nodes no poden tenir accés a Internet. Amb IP estàtica o fixa, sí que podrien.
• No sabem mai quina adreça IP té un node determinat.

Avantatges de les Adreces IP Estàtiques (Fixes):

Alguns proveïdors de serveis d'Internet (ISP) ofereixen adreces IP fixes als clients, aplicant un recàrrec pel servei. Una IP estàtica ofereix molts beneficis sobre la IP dinàmica en alguns casos:

• Es pot allotjar el teu propi lloc web de manera fixa.
• Executar un servidor de qualsevol aplicació i accedir-hi des de qualsevol PC remot arreu del món.
• La connexió acostuma a ser més estable, però si la data d’expiració de la IP ocorre enmig d’una descàrrega, aquesta fallarà.

Intranet i Extranet

Intranet: Aplicació de mètodes i tecnologies d'Internet en una xarxa d'àrea local (LAN).

Avantatges de la Intranet:

• Millora de la comunicació perquè se simplifica l’accés als documents de les empreses.
• Permet l’accés a bases de dades compartides que s’actualitzen i visualitzen automàticament per tots els usuaris. És a dir, garanteix que la informació consultada sempre és actual.
• L’accés a la informació és idèntic des de dins i des de fora de la LAN, perquè la tecnologia utilitzada per fer consultes és la mateixa.
• La tecnologia d'Internet està molt provada, per tant, els errors en el funcionament es minimitzen.
• Els documents de la LAN són fàcilment accessibles a tot tipus d’equip, és a dir, a tot tipus de Sistema Operatiu.

Requisits Tècnics per a Muntar una Intranet:

• Una LAN amb una pila de protocols TCP/IP i serveis DNS o WINS.
• Tots els nodes han de tenir navegadors web.
• Tot node pot ser considerat servidor si ofereix serveis a la xarxa; tots han de tenir serveis telemàtics de LAN.
• S’haurà de fer una reestructuració jeràrquica.

Extranet: És una xarxa virtual que utilitza les tecnologies d'Internet com si fos una intranet estesa més enllà dels límits geogràfics de l’empresa. Per això, cal utilitzar les tecnologies de les xarxes privades virtuals (VPN), que comuniquen els tallafocs de les LAN entre si de forma segura.

Protocols dels Servidors de Correu

El més important és el SMTP, que és el protocol que utilitza el correu sortint. Utilitza el codi ASCII de 7 bits, que no permetia enviar correus amb accents o caràcters especials.

Un dels protocols de descàrrega de correu més utilitzat és el POP i un altre és IMAP.

• Amb el sistema POP, en obrir el correu, tots els missatges nous es descarreguen a la safata d’entrada.
• En canvi, en el sistema IMAP, només es descarreguen si ho sol·licitem amb un clic de ratolí, després de llegir la capçalera.

Sistemes d'Emmagatzematge en Xarxa

DAS (Direct Attached Storage): Sistema directe d’emmagatzematge en què un servidor ofereix continguts dels seus discos a la xarxa.

Emmagatzematge centralitzat: Les estacions comparteixen discos centralitzats o lligats virtualment.

NAS (Network Attached Storage): És la gran alternativa al DAS, ja que els discos estan connectats a la xarxa i les estacions o servidors els fan servir, fent créixer la capacitat d’emmagatzematge de manera fàcil i ràpida sense interrompre el funcionament de l’array de discos.

SAN (Storage Area Network): Xarxa especialitzada en connectar virtualment un conjunt de discos als servidors que els utilitzaran amb tecnologies d’alta velocitat i normalment redundants. SAN requereix un backbone de fibra (xarxa de molt alt rendiment pel que fa a la velocitat i baixa taxa d’errors). SAN està molt indicat en entorns en què els backups són processos molt crítics, aplicacions de bases de dades de gran volum, etc.