Aprende a configurar la red en Linux con ip (iproute2 suite)

Principales características de IProute2 en Linux

Iproute2 es un paquete de utilidades de red que hoy en día se encuentra de manera predeterminada en la mayoría de sistemas operativos basados en Linux, como Debian, Ubuntu, RedHat y muchas otras distribuciones orientadas tanto a escritorio como a servidores. Este paquete incluye un conjunto de herramientas muy completas que nos permitirán configurar y administrar las interfaces de red en detalle. Este paquete reemplaza por completo las funcionalidades de ifconfig, route y arp, todo ello bajo el mismo comando «ip» para facilitar a los usuarios el uso de esta potente herramienta. Por supuesto, no solamente disponemos de las mismas características de siempre, sino que en iproute2 han añadido funcionalidades muy importantes.

IProute2 es una herramienta mucho más completa y moderna que ifconfig, por lo que es recomendable su uso a la hora de gestionar diferentes aspectos de nuestra red. Con IP se pueden llevar a cabo las mismas acciones que podemos hacer con ifconfig y, al ser una suite bastante más completa, podremos configurar más parámetros que ifconfig no nos permitiría.

Pero la utilidad IP es solo una de las que componen todo el paquete de IPROUTE2. Actualmente el sitio donde se podía conseguir de forma «oficial», no está disponible, pero podemos descargarlo de otro lugares como Linux Grill. Si asumimos que conseguimos el paquete más reciente, que por lo general se diferencia por incluir en su nombre «Current», tendremos todas las funciones disponibles.

Una vez disponemos de este, tendremos que descomprimirla en algún directorio que usemos para compilar código fuente. Para ello tendremos que usar el valor /usr/src. Una vez esta se encuentra descomprimido, podemos acceder a el y escribir el comando make, lo que hará que el código se compile. Una vez terminado, podremos realizar la instalación en donde lo necesitemos.

Cuando procedamos a instalarlo, debemos asegurarnos que todas las partes se encuentran en el directorio /sbin, de forma que todo estará disponible previamente a que se monte el directorio /usr. Por otro lado también tenemos el apartado /etc/iproute2, el cual contiene todos los archivos de definición a modo de muestra. Si vemos que este no existe, podremos crearlo manualmente.

Puede parecer un proceso un tanto complejo, pero cuando estamos realizando todo lo necesario, es más simple.

QoS (Quality of Service)

Iproute2 nos proporciona QoS, es capaz de priorizar distintos tipos de tráfico de manera eficiente, el control de tráfico está compuesto por varias operaciones que las realiza internamente la herramienta, como el mecanismo de clasificación de los paquetes, colocación en distintas clases o flujos, e incluso limitación del número de paquetes o bytes que se pueden usar en un flujo de datos.

El QoS es un apartado que es muy importante mantener por varias razones. En primer lugar, puede mejorar la eficiencia de la red. En segundo lugar, mejora la experiencia de usuarios dentro de la conexión a la vez que se mantienen los estándares de seguridad adecuados.

Balanceo de carga y túneles IP

Esta herramienta permite asignarle pesos a cada una de las interfaces de red que tengamos en el servidor, por tanto, podremos hacer un balanceo de carga basado en diferentes algoritmos, ideal para balancear el tráfico entre varias interfaces y no colapsar una de ellas. iproute2 también nos permite crear túneles que encapsulan paquetes en formato IPv4 y se envían a través de infraestructura IP.

Cuando realizamos el balanceo de carga entre diferentes líneas, es posible decidir los parámetros que se van a tener en cuenta para dicha función. Esta puede ser mediante direcciones IP de origen o destino, o utilizando los puertos también de origen y destino. En todo caso, es posible tener en cuenta diferentes factores.

Como sabemos, existen tres tipos de balanceadores diferentes. Por hardware, de switch o de software. En este caso estaríamos hablando del tercero, donde no se necesita realizar configuración alguna sobre la conectividad de la red, pues todo se hace por software. Esto puede ser todo lo detallado que queramos, pues se pueden filtrar por muchos factores diferentes. Como pueden ser también el peso de los datos, la localización geográfica desde donde llegan, entre otros muchos.

Pero quizás una de las mejores opciones, es realizar una combinación entre ellos, con servidores dedicados a tal efecto. Esto facilita la gestión de los mismos. Su funcionamiento sería el siguiente:

• Se establecen dos servidores, los cuales son los encargados de hacer funcionar un sitio web, con sus respectivas direcciones IP.
• Se implementa el balanceador de carga el cual cuenta con un nombre host virtual, junto con una dirección IP también virtual. Esto servirá de servidor DNS para resolver los accesos al sitio web.
• Cuando un usuario trata de acceder al sitio web, realmente está enviando la solicitud de acceso al balanceador de carga, que se aloja en los servidores.
• El balanceador realiza una verificación para ver cual es el servidor que se encuentra disponible para el usuario. Una vez lo selecciona, el servidor recibe la solicitud.
• En cuanto la solicitud se ha bloqueado, el servidor envía una respuesta a la misma. Esta es la que proporciona el acceso al sitio. Lo cual se puede cambiar en el balanceador por parte de los administradores.

Múltiples tablas de enrutamiento

iproute2 nos permitirá crear varias tablas de enrutamiento en el sistema operativo, podremos configurar una tabla de enrutamiento principal, y posteriormente crear diferentes tablas de enrutamiento para enrutar eficientemente todo el tráfico. Por supuesto, en cada tabla de enrutamiento podremos definir una puerta de enlace predeterminada (gateway) diferente.

Esto es ideal por si tenemos varias interfaces de red en el servidor, y queremos que el tráfico que llegue por una interfaz, salga por esa misma interfaz, aunque también podría salir por otra interfaz, todo depende de cómo tengas configurado el routing en tu servidor. Sin lugar a dudas, esta funcionalidad es una de las más importantes que integra iproute2 ya que nos permitirá una gran flexibilidad.

Implementación de Iproute2

Una de las mejores formas que tenemos de implementar iproute2 en la actividad diaria, es en la gestión del ancho de banda como hemos visto previamente. De este modo, los administradores pueden limitar la cantidad de ancho de banda que se utiliza para diferentes tipos de tráfico. Actividades como puede ser el streaming o la descarga de datos, son funciones que pueden consumir gran parte de esta capacidad. Por lo cual establecer algunos límites puede ser lo más adecuado. Esto ayuda a tener seguro que tendremos ancho de banda para tráfico que pueda resultar más crítico, como pueden ser las comunicaciones de voz o el manejo de archivos más importantes.

Por otro lado, se puede implementar muy bien en la segmentación de la red. Con estas herramientas, los administradores pueden crear diferentes subredes para realizar segmentaciones del tráfico. Esto se hace en función de las necesidades que tenga la empresa, por lo cual el beneficio puede ser importante. Todo se realiza buscando aumentar la eficiencia de la red, reduciendo la congestión y asegurando que el tráfico más crítico cuenta con sus propias rutas.

Otras formas de implementar iproute2, es para la configuración de las conexiones VPN. Con herramientas como ipsec, los administradores pueden configurar los túneles de este tipo de conexiones, y hacerlos más confiables. Esto permitiría actividades como la conexión de la red de la empresa con otras redes, o para permitir accesos remotos a los recursos que ésta nos proporciona. Como puedes ver es una función que se puede implementar muy bien dentro de la actividad diaria de muchas organizaciones, porque a parte de estas ventajas, tenemos otras funciones como:

• Enrutamiento avanzado.
• Filtrado de paquetes.
• Configuración de interfaces.

Funcionamiento del comando ip

La herramienta principal de iproute2 es el comando «ip», con el que podremos ver y configurar direcciones IP, ver y configurar tablas de enrutamiento, ver y configurar túneles IP, y también ver y configurar la interfaz física. La sintaxis que debemos utilizar con este comando es la siguiente:

• ip [ OPCIONES ] OBJETO [ COMANDO ]

Los «OBJETOS» que tenemos en ip son los siguientes, y son los que podremos ver y configurar los enlaces físicos, direcciones ip, rutas y más. Es muy importante que todas las órdenes estén tal y como os las ponemos, todo en minúsculas, de lo contrario, devolverá error. A continuación, tenéis los principales:

• link: nos sirve para configurar las interfaces de red físicas o lógicas, por ejemplo, para ver el estado de todas las interfaces de red.
• address: permite ver y configurar las direcciones IPv4 y IPv6 asociadas a las diferentes interfaces de red. Cada interfaz debe tener al menos, una dirección IP configurada.
• addrlabel: permite añadir una etiqueta
• neighbour: permite ver los enlaces de vecindad, es decir, se puede ver la tabla ARP del sistema operativo.
• rule: permite ver y configurar políticas de enrutado y cambiarlas, esto se utiliza sobre todo cuando vas a configurar varias tablas de enrutamiento.
• route: permite ver y configurar las tablas de enrutamiento, tanto de la tabla de enrutamiento principal, como de las «secundarias» que configures.
• tunnel: permite ver los túneles IP y también configurarlos.
• maddr: permite ver y configurar las direcciones multienlace.
• mroute: permite ver y configurar la tabla de enrutamiento multicast.
• mrule: permite ver y configurar políticas de enrutamiento de direcciones multicast.
• monitor: permite monitorizar el estado de las tarjetas de red de manera continua, también direcciones IP y rutas.
• ntable: gestiona el caché de neighbour (ARP)
• tuntap: gestiona las interfaces TUN/TAP, orientado a las VPN como OpenVPN o WireGuard.
• maddress: configuración de las direcciones multicast
• xfrm: gestiona las políticas IPsec.
• netns: administrar espacios de nombres de red
• l2tp: configuración de L2TP
• tcp_metrics: gestiona métricas TCP.
• token: gestiona los identificadores con token de las interfaces.

Funcionamiento del comando ip route

Aunque «ip route» está integrado dentro de iproute2, tiene una configuración específica adicional. «ip route» nos permite ver y configurar la tabla de enrutamiento del sistema operativo, pero también nos permitirá ver y configurar todas las tablas de enrutamiento que nosotros creemos en el propio sistema operativo. Debemos tener en cuenta, que por cada entrada en la tabla de enrutamiento, debemos tener la dirección de red, máscara y el gateway, además, también podríamos configurar el ToS (tipo de servicio). El sistema operativo Linux nos permitirá crear un total de 253 tablas de enrutamiento, por defecto, el sistema operativo introduce las rutas en la tabla de enrutamiento principal que tiene ID 254, y el núcleo solamente usa esta tabla para calcular los caminos. La tabla de enrutamiento con ID 255 es la tabla de direcciones locales y de broadcast, esta tabla es mantenida por el núcleo y los administradores de red no deberían tocarla.

Si queremos añadir o quitar tablas de enrutamiento, debemos editar el archivo «/etc/iproute2/rt_tables», en RedesZone os enseñaremos más adelante cómo crear una segunda tabla de enrutamiento y configurarla, ya que tendremos que hacer uso de «ip rule» y también de «ip route».

Comandos «ip» para configurar el direccionamiento IP

En RedesZone os vamos a indicar los principales comandos que podemos utilizar la ver y configurar el direccionamiento IP, ya no deberíamos hacer uso nunca del comando «ifconfig», pero os vamos a indicar la «traducción» para que podáis comparar ambos comandos.

Mostrar dispositivos de red y su configuración

Con el comando «ifconfig» podíamos ver todas las interfaces y la configuración del direccionamiento IP en detalle.

Con el comando ip, tenemos dos comandos parecidos, uno de ellos nos mostrará toda la información a nivel de direccionamiento IP (ip addr show), y el otro nos mostrará el estado de la interfaz física (ip link show):

Estos dos comandos son muy importantes, porque podremos ver toda la información de direccionamiento IP, máscara de subred y muchos otros datos importantes para la red local, además, también podremos ver cómo tenemos configurada la interfaz física, el MTU que tenemos configurado e incluso si está o no habilitada esta interfaz de red.

Activar una interfaz de red

Si queremos activar una interfaz de red (levantarla) porque está desactivada, el comando es muy similar al del antiguo «ifconfig», pero ahora tendremos que hacer uso de «ip link» para configurar esta característica. El funcionamiento es realmente sencillo, en este caso, los comandos son muy parecidos.

Desactivar una interfaz de red

Si queremos deshabilitar o desactivar una interfaz de red, los comandos con ifconfig y con ip link son casi iguales, tal y como ocurría anteriormente para activar la red.

Para ejecutar la ayuda de «ip link» y ver todos los comandos que podemos ejecutar, simplemente basta con poner:

Este comando de «help» podremos ejecutarlo también en otros comandos de «ip» para ver todas las opciones de configuración disponibles, de esta forma, podremos ver en detalle todas las opciones disponibles que podremos aplicar.

Configurar una dirección IP en una interfaz

Configurar una dirección IP en una interfaz es realmente sencillo, tanto con ifconfig como también con el comando «ip», y es que la sintaxis es muy parecida a la sintaxis utilizada en los routers Cisco con el típico «ip addr» que todos hemos utilizado alguna vez.

Con este comando estaremos indicando que queremos poner una dirección IP y una máscara de subred específica a una interfaz que nosotros hemos definido.

Eliminar una dirección IP de una interfaz.

Esta característica no es soportada por ifconfig directamente, sino que se debe configurar la dirección IP 0.0.0.0

En el caso de ip, es tan fácil como sustituir el «add» para configurar una IP, por «del» para eliminarla (delete).

Tal y como podéis ver, es realmente fácil y rápido eliminar una dirección IP de una interfaz con la suite iproute2.

Añadir una interfaz virtual (alias)

En todas las interfaz físicas tenemos la posibilidad de configurar interfaces virtuales para otro tipo de usos, esto también se le conoce como «alias». En el caso de ifconfig y de «ip» lo podremos hacer de forma fácil y rápida sin muchas complicaciones.

En el caso de ifconfig, se podría hacer así:

En el caso de ip, simplemente tenemos que poner la IP de siempre, pero con «label ens33:1» o el alias que queramos.

Mientras que con «ifconfig» no es necesario poner ningún tipo de «label», en el caso de «ip» sí tendremos que colocarlo a modo de etiqueta, además, la parte positiva de este label es que podremos nombrar la interfaz de red virtual recién creada como nosotros queramos, no es necesario que siga la sintaxis ens33:1 o lo que sea, podremos poner un nombre.

Para ejecutar la ayuda de «ip addr» y ver todos los comandos que podemos ejecutar, simplemente basta con poner:

Debemos recordar que la ayuda de «ip» es realmente útil y nos permitirá saber qué comandos se permiten ejecutar.

Ver las entradas en la tabla ARP

Añadir una entrada en la tabla ARP

En el caso de «ifconfig», no se hace con este comando, sino con el comando «arp» que ahora ha desaparecido:

En el caso de iproute2, tenemos que usar el objeto «neigh», tal y como podéis ver:

Quitar una entrada de ARP

Para ejecutar la ayuda de «ip neigh» y ver todos los comandos que podemos ejecutar, simplemente basta con poner:

Tal y como habéis visto, las posibilidades de iproute2 con ip link, ip addr y ip neigh son casi infinitas, además, la sintaxis es muy intuitiva, pareciéndose muchísimo a los routers Cisco que tan conocidos son en el mundo de las redes.

Comandos «ip route» para configurar rutas

El comando «ip route» nos permitirá configurar la tabla de enrutamiento principal del sistema operativo, y también las tablas de enrutamiento adicionales que configuremos en el sistema operativo. A continuación, tenéis algunos ejemplos de uso con únicamente el comando ip route, sin utilizar el antiguo «route» que teníamos con la suite de «ifconfig».

Añadir una ruta en la tabla de enrutamiento

Borrar una ruta en la tabla de enrutamiento

Cambiar una ruta en la tabla de enrutamiento

Agregar la puerta de enlace predeterminada (gateway)

Borrar la puerta de enlace predeterminada (gateway)

Ver el estado de la tabla de enrutamiento principal

Tal y como podéis ver, agregar, borrar y cambiar rutas estáticas es realmente fácil, igual que definir una puerta de enlace predeterminada en nuestro sistema operativo.

Cómo configurar varias tablas de enrutamiento en Linux

Una de las características principales de iproute2, es que nos permite crear múltiples tablas de enrutamiento, con el objetivo de poder tener varios gateways. Lo primero que tenemos que hacer es editar el archivo que está en «/etc/iproute2/rt_tables», cuyo contenido es el siguiente

Tal y como veis, tenemos tres tablas, local, main y default. Lo único que tenemos que hacer es añadir el nombre de la nueva tabla de enrutamiento, por ejemplo, «redeszone» con un identificador de preferencia 66.

Una vez que lo hayamos añadido, guardamos el archivo, y empezamos a añadir rutas de la forma de siempre.

Nosotros en nuestro ordenador tenemos una dirección IP privada 10.10.2.2, queremos poner que el gateway sea 10.10.2.1, y añadir una ruta a 10.8.0.0/24 en la interfaz ens37.

Debemos poner el comando «src» seguido de la dirección IP de la interfaz física real, y posteriormente con «table» elegir el nombre de la tabla. Si queremos borrar esta ruta que hemos creado en la tabla de enrutamiento «redeszone», tenemos que poner:

Si queremos añadir el gateway a esta nueva tabla de enrutamiento, debemos poner lo siguiente:

Para que el sistema operativo sepa cuándo usar esta nueva tabla de enrutamiento que acabamos de crear, se deben configurar dos reglas, una con el tráfico entrante y otra con el tráfico saliente que llegue a una interfaz en concreto.

Estas dos reglas indican que el tráfico desde la dirección IP 10.10.2.2 utilice la tabla de enrutamiento «redeszone», y el tráfico a la IP 10.10.2.2 también la utilice.

Para ver el estado de la tabla de enrutamiento que acabamos de crear, ejecutamos:

Si queremos ver todas las reglas añadidas, ponemos:

Hacer persistentes todos los cambios en IPs y rutas

Si reiniciamos el servidor, todos los cambios que hayamos hecho en el sistema operativo con el comando «ip» no se guardarán al reiniciar el servidor, por tanto, debemos hacer persistentes estos cambios. Dependiendo del sistema operativo, se hace de una forma u otra, en RedesZone hemos utilizado Debian última versión para hacer esto. Lo primero que debemos hacer es editar el fichero de configuración ubicado en «/etc/network/interfaces», aquí es donde podremos poner todas las direcciones IP y las rutas y reglas que nosotros deseemos.

Un fichero de configuración de ejemplo, sería el siguiente, donde tenemos un total de tres interfaces físicas, varias direcciones IP secundarias con alias, y también un total de tres tablas de enrutamiento. Por cada tabla de enrutamiento, necesitamos un gateway y las correspondientes reglas con «ip rule»:

Ventajas e inconvenientes de IProute2

La utilidad iproute2 tiene muchas ventajas que la convierten en una herramienta esencial para la administración avanzada de redes en entornos Linux. Pero también tiene algunos inconvenientes que hay tener en cuenta.

Ventajas

Una de las principales ventajas está en su enfoque unificado, que reemplaza y mejora varios comandos más antiguos, como ifconfig y route. Esta unificación simplifica la administración de la red, proporcionando una interfaz coherente y completa.

Otra ventaja clave de iproute2 es su soporte tanto para IPv4 como para IPv6. Esto es importante en un mundo donde la transición hacia IPv6 está cada vez más presente. La capacidad de gestionar ambas versiones del protocolo con las mismas herramientas facilita la transición y el mantenimiento de redes mixtas.

También, la herramienta principal de iproute2, el comando ip, es muy versátil y permite la configuración de interfaces de red, manipulación de tablas de enrutamiento, creación de túneles, configuración de calidad de servicio QoS y más. La versatilidad del comando ip facilita la realización de tareas complejas y avanzadas de manera eficiente.

Además, iproute2 ofrece una gestión avanzada de políticas de enrutamiento. Permite la aplicación de políticas de marcado y marcadores, lo que da un mayor control sobre la ruta que toman los paquetes en la red. También es compatible con la creación y configuración de túneles GRE, dando soluciones flexibles para la encapsulación de tráfico.

Inconvenientes de iproute2

A pesar de todas sus ventajas, iproute2 no está libre de limitaciones. Uno de los inconvenientes que hay que tener en cuenta es su aprendizaje. Para los administradores de sistemas que están familiarizados con las herramientas más antiguas, como ifconfig, la transición a iproute2 puede requerir tiempo y esfuerzo para adaptarse a la nueva sintaxis y estructura de comandos.

Otro inconveniente es la falta de retrocompatibilidad completa con los comandos tradicionales de red. Esto puede ser un problema en entornos donde se han establecido scripts y procesos automatizados basados en herramientas más antiguas. La migración a iproute2 puede requerir modificaciones en estos scripts existentes. Además, algunas configuraciones avanzadas pueden resultar difíciles de entender para usuarios menos experimentados.

Resumen de la utilidad IPROUTE2

Como hemos podido ver en la entrada, IPROUTE 2 es un buen reemplazo para el sistema de gestión y manipulación avanzada de redes en Linux. En muchas ocasiones las utilidades que se incorporan de forma predefinida en Linux, suelen ser más que suficiente para gestionar las redes. Pero con IPROUTE 2 podremos alcanzar nuevos niveles de complejidad en la gestión. En todo caso, recomendamos que previamente a instalar estas nuevas utilidades, nos familiaricemos con lo que Linux nos ofrece de serie.

Al fin y al cabo, estos Sistemas Operativos cuentan con las implementaciones en redes más completas que nos podemos encontrar, donde tendremos casi todas las necesidades que se nos puedan plantear cubiertas.

Gracias a iproute2 podremos realizar configuraciones avanzadas realmente interesantes, si tenéis alguna duda podéis ponernos un comentario y os ayudaremos con vuestra configuración.