En este capítulo se estudia el diseño actual de la red LAN, se determina las modificaciones a la misma, se describe la construcción de un prototipo para validar las mediciones de tráfico en la red y la calidad del servicio en términos del desempeño que el usuario percibe.
3.1. Diseño actual de la red LAN
La red LAN de la UCC sede Neiva se encuentra estructura, con cable categoría
siete, existiendo un rack principal de donde se deriva una conexión en cable
UTP categoría siete al rack de los laboratorios, haciéndose las respectivas
conexiones para los cinco laboratorios que se encuentran ubicadas en el segundo
piso de la sede uno, como se muestra en la figura 3.1., donde todos los usuarios
trabajan con hardware de cliente pesado.
RACK NUMERO 5 - PSICOLOGIA
(2)
(17) (3) (1)
RACK NUMERO 4 – CIENCIAS BASICAS (1) (6) (5) (2) RACK NUMERO 9 – TESORERIA (1) (16) (9) (1)
RACK NUMERO 1 – PRINCIPAL
(3) (4) (22) (12) (1) RACK NUMERO 6 – REGISTRO RACK NUMERO 3 – INGENIERIA RACK NUMERO 7 – BIBLIOTECA 1 PISO RACK NUMERO 8 – BIBLIOTECA 3 PISO RACK NUMERO 2 – LABORATORIOS (3) (30) (15) (3) (1) (15) (13) (1) (1) (35) (5) (1) (2) (23) (4) (2) (4) (96) (1) (1)
Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7
FIBRA OPTICA
FIBRA OPTICA Cat. 6
Cat. 7
Cat. 7
Punto de dato Punto de voz Access Point
CONVENCIONES
Switch Router
Figura 3.1 Diseño lógico actual de la estructura de la red LAN de la UCC sede
Neiva.
3.2. Modificación al diseño
La modificación al diseño de la red LAN de UCC sede Neiva se propone realizar
la configuración de un servidor en Windows 2003 Server que permita la instalación
de un directorio activo, configurando una unidad organización, un grupo por cada
sala y la asignación de nombre para cada computadora cliente ubicada en estas y
cada usuario con sus políticas de, usuario, clave, cuota de almacenamiento,
aplicaciones y de dispositivos, como se describe en la tabla 3.1. políticas de
administración de red.
Tabla 3.1. Políticas de administración de la red
El círculo de color rojo de la figura 3.2 muestra la modificación que se debe hacer
a la red LAN de la Universidad Cooperativa sede Neiva de acuerdo a los epígrafes
mencionados.
UNIDAD
ORGANIZATIVA
GRUPOS
COMPUTADORA
CANTIDAD
USUARIOS
SALAS
SALA 1
A1
15
A15
SALA 2
B1
20
B20
SALA 3
C1
21
C21
SALA 4
D1
10
D10
SALA 5
E1
16
E16
Figura 3.2 Modificación al diseño lógico actual de la estructura de la red
LAN de la UCC sede Neiva.
Procedimiento de instalación de clientes livianos
Este procedimiento puntualiza los diferentes pasos a seguir para la instalación de
un sistema de clientes livianos:
Formatear a bajo nivel el equipo que se utilizara como servidor.
El equipo servidor debe tener como mínimo 500 MB de RAM, Procesador
superior a 800 MHZ, aproximadamente 128 MB de espacio en el disco del
servidor por cada cliente.
Instalar los controladores del equipo, especialmente el controlador de la
tarjeta de red.
Instalar el software de Mozilla Firefox 3.6.
Activar las funciones de java script en el navegador instalado.
Comprobar el funcionamiento correcto de java script.
Realizar el montaje físico de los siguientes dispositivos:
o Switch.
o Hardware servidor.
o Hardware cliente.
o Cableado UTP categoría 5e.
o Fuente de energía regulada o con UPS.
Configurar el servidor
o Asignar una dirección IP estática.
o Realizar la instalación y administración del Active Directory de acuerdo
a las políticas definidas.
Crear un usuario en el dominio para su administración, el cual será validado
al momento de configurar el servidor.
El usuario debe contener una contraseña perpetua el cual se debe crear en
la user para el sistema operativo Windows server 2003 Enterprise Edition.
Instalar el software de 2X Thin Client Server, dependiendo de la versión y
el sistema operativo sobre el cual esté configurado el servidor.
Instalar el software de 2X Thin Client de acuerdo con los usuarios
establecidos en el Active Directory (usuarios de 2X Thin Client y directorio
activo deben ser iguales).
Realizar la inserción de la imagen del sistema operativo que descargaran
los clientes en el software de administración 2X Thin Client.
Activar las funciones de acceso remoto en el servidor.
Configurar el servicio de DHCP.
Activar las funciones del servicio DHCP en el software de administración de
clientes livianos 2X Thin Client.
Agregar los usuarios mediante los privilegios de Terminal server, los
mismos de 2X Thin Client y Directorio Activo.
Instalar los programas básicos como la ofimática, reproductores y los que
se desee compartir de acuerdo a las necesidades.
Se deberá asignar una cuota de disco para cada uno de los clientes que
interactúan con el servidor.
Configurar el hardware del cliente liviano.
o
Desactivar o desconectar físicamente tanto el disco duro del
computador, como la unidad de DVD, y quemadora.
o
Modificar el método de arranque de la BIOS, y dejar que arranque por
defecto por la LAN o PXE.
Configurar el cableado.
Todos los cables utilizados para la interconexión deben ser de la misma
categoría y tiene que coincidir con la categoría del siwtch, en caso de no
ser así la velocidad de la red será afectada.
El ponchado del cable se debe realizar de acuerdo a la norma T568A o
T568B.
Alistamiento de dispositivos.
Se debe comprobar que cada uno de los dispositivos que se están
utilizando, se encuentren conectados a la fuente de energía apropiada.
3.3. Validación a través de un prototipo
Para validar este diseño se propone realizar un experimento a través de un
prototipo que requiere disponer de los equipos como, servidor, cliente liviano,
cliente pesado, switch y un sistema guiado.
Servidor
El servidor debe ser una computadora con multiprocesador ACPI Intel Pentium IV,
3.0Ghz, con board Intel Hazelton D865GVHZ (3 PCI, 2 DIMM, audio, video y
tarjeta red 10/1000 Mhz incorporada, RAM DIMM1 de 256Mb PC2700 DDR
SDRAM, BIOS AMI, disco duro Ultra-Ata / 133 con una capacidad de 80GB a 7200
RPM.
Con los siguientes programas instalados, AppServer 2.6.0, OpenOffice 3.2,
Everest Home Edition 2.20.405, Wireshark 1.0.2, Winrar 3.93, Adobe Flash Player
10.0.45.2, PRTG 6.0, Mozilla Firefox 3.6, 2X Thin Client Server, 2X Web
Management, 2X TFTP, 2X DHCP Helper, MySQL, 2X Thin ClientOS, Terminal
Server, Directorio Activo, y Servicio de DHCP.
El cliente liviano debe ser una computadora Workstation HP Z200 (WQ522LA),
procesador Intel Pentium Dual-Core G6950 (2,80 GHz, 3 MB de caché, memoria
de 1066 MHz), memoria RAM sin búfer ECC DDR3 2 GB, 1333 MHz, ranuras de
memoria DIMM 4GB, tarjeta grafica: Intel HD Graphics, red LAN Ethernet (puerto
RJ-45) de 10/100Mbps, monitor tipo CRT, 17 DELL (pantalla plana), 2 puertos
PS/2 y 5 puertos de audio.
Cliente pesado
El cliente pesado es una computadora Workstation HP Z200 (WQ522LA),
procesador Intel Pentium Dual-Core G6950 (2,80 GHz, 3 MB de caché, memoria
de 1066 MHz), memoria RAM sin búfer ECC DDR3 2 GB, 1333 MHz, ranuras de
memoria 4 DIMM, unidad SATA NCQ de 320 GB, 7200 rpm, unidad SATA de
DVD-/+RW SuperMulti, tarjeta grafica : Intel HD Graphics, LAN Ethernet (puerto
RJ-45) de 10/100Mbps, monitor Tipo CRT, 17 DELL (pantalla plana), 2 puertos
PS/2, 5 puertos de audio.
Sistema guiado
Para el sistema guiado se utilizara un cable estructurado UTP categoría 5e, de
alto rendimiento, clase D, especificado hasta 350MHz, fabricado por la empresa
AMP NETCONNECT, los cuales cumplen los estándares internacionales
ANSI/TIA/EIA 568C e ISO/IEC 11801, y tienen el aval de los Programa de
Verificación ETL, UL, CSA, Delta y/o GHMT. Este cableado tiene un sistema
completo y garantizado para el transporte de 1GbE (1000BASE-T) (33).
Switch
El switch empleado de marca 3Com serie 4200 referencia 3C17300A de 26
puertos, apilable de 10/100/1000 Mbps, 24 puertos 10BASE-T/100BASE-TX, 2
puertos 10/100/1000BASE-T, el conmutador proporciona a grupos de trabajo de
alto rendimiento una conexión de la red principal con el servidor. Asimismo,
puede añadir el Switch 4200 Series a cualquier sistema SuperStack a medida que
crece la red [34]. En la tabla 3.2., se muestra especificaciones técnicas del
switch.
Función
Switch 4200 Series
Hasta 64 entradas permanentes
Negociación automática Se admite en todos los puertos
MDI/MDI-X automático
Modos de envío
Store and Forward (almacenar y reenviar)
Modos dúplex
Half dúplex y full dúplex en todos los puertos
10/100. Full dúplex en los puertos 1000BASE-T y
en los puertos GBIC
Control de flujo
Se admiten todos los puertos en modo full dúplex
Detección automática
inteligente
Se admite en todos los puertos, excepto en los
puertos GBIC que son puertos de una sola
velocidad. Smart auto-sensing permite negociar
de forma automática los puertos que se van a
supervisar, detectar un porcentaje de errores alto
en un enlace, o un problema de la interconexión
"física" a otro puerto, y reaccionar de forma
adecuada.
Asignación de
prioridades al tráfico
Se admite (IEEE 802.ID): 2 colas por puerto
Puertos Ethernet y
Fast Ethernet
Negociación automática de puertos
10BASE-T/100BASE-TX
Gigabit Ethernet
Puertos 10/100/1000BASE-T con negociación
automática
Montaje
Montaje en bastidor de 19 pulgadas o
independiente
Tabla 3.2 Características del Switch
Con este Switch se logra la arquitectura de la red mostrada en la figura 3.1,
permitiendo realizar las diferentes medidas del tráfico de la red y el desempeño
de la misma.
Figura 3.1 Arquitectura de red con Switch
3.4. Mediciones realizadas
Con la utilización del Switch se logró establecer la medición de tráfico de
paquetes, de entrada como de salida, permitiendo el detalle del comportamiento a
través del tiempo para el caso de clientes livianos y clientes pesados.
Figura 3.1 Medición de flujo de paquetes al iniciar sesión del cliente liviano
La figura 3.1 representa el inicio, asignación y validación de un cliente liviano
utilizando un switch, mostrando la cantidad de paquetes que salen es mayor a los
que entran, debido a que este ejecuta peticiones hacia el servidor; por el
contrario, el servidor luego de aceptar cada una de las solicitudes, realiza la
descarga, asigna el DHCP, la imagen del sistema operativo y la validación e inicio
de sesión.
Figura 3.2 Medición de flujo de paquetes al iniciar sesión el cliente pesado
En la figura 3.2 se aprecia el flujo de paquetes del cliente pesado, mostrando que
solo después de haber transcurrido 53 unidades de tiempo, se registra trafico de
información por el retardo que implica el iniciar el sistema operativo desde un
disco duro y la conexión con el servidor que se hace hasta cuando se requiere de
la validación de un usuario, por tal razón el cliente pesado genera mayor cantidad
de paquetes entrando que saliendo, por el envió de información que requiere el
servidor para poder validar y aceptar la sesión del usuario que desea ingresar a su
cuenta personal.
Figura 3.3 Medición de flujo de paquetes conexión establecida cliente
pesado
En la figura 3.3 se muestra como en un intervalo de 50 unidades de tiempo se
hace un requerimiento alto de tráfico de paquetes de datos, esto debido a que el
cliente pesado realiza una petición al servidor y demanda el mayor ancho de
banda.
La figura 3.4 detalla el comportamiento de los paquetes de una vez establecida la
conexión del cliente liviano con el servidor, observando como la cantidad de trafico
que entra al servidor es alta debido a la exigencia constante que hace el protocolo
RDP.
Figura 3.4 Medición de flujo de paquetes asesando una carpeta al servidor el
cliente liviano
La Figura 3.4 representa el flujo de paquetes por unidades de tiempo que el cliente
liviano consume asesando un documento que se encuentra compartido por el
servidor; observando un alto consumo de ancho de banda para lograr tal fin.
Figura 3.5 Medición de flujo de paquetes asesando una carpeta al servidor el
cliente pesado
En la figura 3.5 se detalla el consumo de ancho de banda cuando el cliente
pesado requiere asesar el archivo, en caso contrario su ancho de banda es casi
constante y poca.
El cliente pesado a diferencia del cliente liviano no depende de un servidor, solo
genera un pequeño flujo de paquetes cuando requiere de la información para
luego estabilizar su funcionamiento normal. El cliente liviano depende de un
servidor central para poder funcionar, por tal motivo aunque no se esté acezando
a una aplicación o archivo especifico, el flujo de paquetes siempre va ha ser
superior al de el cliente pesado.
3.5. Mediciones de SNMP
Para realizar estas mediciones fue necesario activar el servicio de SNMP en el
servidor de Windows 2003 Server para obtener estos resultados.
Figura 3.6 Medición de ancho de banda cliente liviano
Como se observa en la figura 3.6 el ancho de banda del cliente liviano es de
aproximadamente de 1MB por segundo en el establecimiento de la conexión con
el servidor.
Figura 3.7 Medición de ancho de banda cliente liviano protocolo RDP
En la figura 3.7 se mide el ancho de banda del protocolo RDP por ser el de mayor
demanda (refresco de la pantalla) en la conexión del cliente liviano con el servidor,
observándose que llega aproximadamente a 600Kb por segundo, siendo en
aproximadamente un 60% el ancho de banda total representado en la figura 3.7.
El sistema de clientes livianos propuesto constituye una variante para mejorar la carga administrativa de la red de computadoras en varios lugares de la sede si se tiene en cuenta que una imagen de sistema operativo se utiliza en varias PC similares en hardware, lográndose una centralización de la administración. Se logra una integración de este sistema con el directorio activo y manteniendo las
políticas administrativas en uso actualmente.
El sistema propuesto logra reducir los costos por licenciamiento se software utilizados en los laboratorios donde las computadoras, por su función, no necesitan más aplicaciones que las ofimáticas y el sistema operativo XP, (biblioteca, secretarias, Laboratorios de idioma y ofimática)
Para mejorar la implementación de los clientes livianos se recomienda:
Los administradores de los servidores deberán crear unidades organizativas, grupos y usuarios con el fin de implementar un mayor nivel de seguridad, en pro de mantener la integridad de los datos, usuarios y equipos integrantes de esta red.
Se debe aislar el servidor para prevenir cualquier tipo de intrusión de un usuario en la PC, teniendo en cuenta que este sistema de clientes livianos se centraliza en el servidor.
Se aconseja que el servicio administrador lo ejecute una persona con un perfil adecuado, es decir que posea conocimientos en este tipo de redes (clientes livianos), debido a que en algún momento se pudiese alterar su buen funcionamiento.
Reutilizar las computadoras obsoletas en tecnología en los sistemas de clientes livianos, también aquellas que tienen fallas con su disco duro, unidad de Cd o DVD.
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