INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA
Y ELÉCTRICA
IMPLEMENTACIÓN DEL ENRUTAMIENTO INTERIOR
PARA LA RED DE TELECOMUNICACIONES DEL
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
P R E S E N T A
JUAN MANUEL LÓPEZ TECPOYOTL
A S E S O R E S:
M. EN C. GABRIELA SÁNCHEZ MELÉNDEZ
ING. JOSÉ MARTÍN HARO MARTÍNEZ
“Mientras el río corra, los montes hagan sombra
y en el cielo haya estrellas, debe durar la memoria
del beneficio recibido en la mente del hombre agradecido”
Virgilio
Tal vez sea solo un breve paso, sin embargo, me es trascendental, representa una inflexión en mi camino. Y encuentro aquí la oportunidad para expresar mis más profundos agradecimientos a todos aquellos quienes han dejado un significado en mi experiencia:
A Laureana y a Guillermo, por ser el medio para mi existencia, por todos sus esfuerzos y sacrificios, por su amor y su responsabilidad para hacerme crecer.
A María Eugenia, a Carolina, a Guillermo y a Ramón, mis hermanos, por las maravillosas personas que son y por todo el apoyo que he recibido de ustedes. Son un regocijo permanente de inteligencia, sensatez y sabiduría.
A María del Angel, mi Nenita, por la fe y la esperanza que siempre tienes presente, porque es contigo en quien experimento la libertad plena en la expresión de mi ser. Llevas en ti la armonía del entendimiento, el amor y la belleza.
A todos los que durante este andar han sido una familia para mí, en especial a Miguel Chacón
y a Martín Ortiz “El Mastercillo”. Así también quiero agradecer a todos en quienes he encontrado un amigo, en particular a Leopoldo Marín, a todos aquellos de quienes he recibido siempre un consejo y un apoyo incondicional.
A mi asesora, la Maestra Gabriela Sánchez Meléndez, mis deferencias ante su disposición que hace posible para mí completar este importante ciclo.
A los buenos compañeros de trabajo, gente leal, alegre y valiosa que hace ligera la carga de trabajo, y de quienes aprendo mucho en la convivencia diaria. También a quienes me han brindado su confianza y la oportunidad de desarrollarme profesionalmente.
Al Instituto Politécnico Nacional, y a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. A todos y a cada uno de quienes he recibido su amistad, y quienes han estado ahí aún sin un vínculo, pero de quienes he recibido su generosidad y me han traído un impulso para la culminación de este trabajo.
A Dios, a la Fuente, al Ser Supremo, al dador de la vida, por la bondad de permitirnos ver la luz de cada día.
Índice
Índice de Figuras ... 7
Índice de Tablas ... 9
Resumen ... 11
Terminología Empleada en el Presente Trabajo ... 13
Simbología ... 19
Introducción ... 21
Objetivos ... 25
Objetivo General ... 25
Objetivos Específicos ... 25
Descripción del Presente Trabajo ... 27
Capítulo 1 Antecedentes ... 31
Planteamiento del Problema ... 33
Los Desafíos de las Redes de Datos ... 34
Un Poco de Historia, Actualidad y Futuro de TCP/IP. ... 63
La Red de Telecomunicaciones del Instituto Politécnico Nacional. ... 66
Capítulo 2 Marco Teórico: Tópicos Selectos de Enrutamiento para Redes de Datos ... 77
Conceptos Generales de Enrutamiento ... 79
Redes, Interconectividad y Enrutamiento ... 79
La Tabla de Enrutamiento y los Tipos de Rutas ... 83
Ruteo Estático, Ruteo Dinámico y Protocolos de Ruteo ... 84
Sistemas Autónomos ... 87
Protocolos de Ruteo Interior ... 89
Protocolos de Estado de Enlace ... 90
El Protocolo de Enrutamiento OSPF ... 91
Características de OSPF ... 92
Términos Empleados en OSPF ... 93
Los Tipos de Bases de Datos de OSPF ... 94
Los Anuncios de Estado de Enlace (LSA – Link State Advertisement) ... 95
La Métrica de OSPF ... 96
El Camino Más Corto ... 97
La Estructura Jerárquica de Ruteo. ... 98
Las Áreas de OSPF ... 99
El Área 0 ... 99
Clasificación de Routers en OSPF ... 101
Routers Internos (Internal Router – IR) ... 101
Routers de Frontera de Área (Area Border Router – ABR) ... 101
Routers de Límite de Sistema Autónomo (Autonomous System Boundary Router – ASBR) ... 101
Routes de Backbone (Backbone Router – BR) ... 101
Tipos de Rutas en una Red OSPF ... 102
Ruteo Intra‐Área ... 102
Ruteo Inter–Área ... 103
Rutas Externas. ... 103
Externa E1 ... 103
Externa E2. ... 103
Tipos de Redes OSPF ... 104
• Broadcast. ... 104
• Punto a Punto ... 105
• Punto a Multipunto. ... 105
El Router Designado y el Router Designado de Respaldo. ... 106
Estructuras de Datos de OSPF ... 107
OSPF Tipo 1. Los Paquetes Hello ... 108
OSPF Tipo 2. Los Paquetes de Descripción de Bases de Datos ... 110
OSPF Tipo 3. Los Paquetes de Solicitud de Estado de Enlace (Link‐State Request Packet) ... 111
OSPF Tipo 4. Los Paquetes de Actualización de Estado de Enlace (LSU – Link‐State Update Packet) .. 112
OSPF Tipo 5. Los Paquetes de Acuse de Recibo de Estado de Enlace (Link‐State Acknowledgement Packet) ... 112
La Estructura de los Anuncios de Estado de Enlace ... 112
El Encabezado LSA ... 112
Tipos de Anuncios de Estado de Enlace ... 114
Tipos de Áreas OSPF ... 121
Área Stub ... 121
Área Totally Stubby ... 122
Área NSSA (Not‐So‐Stubby Áreas) ... 122
Comunicación OSPF y el Establecimiento de las Adyacencias ... 122
El protocolo Hello ... 123
El Proceso de Intercambio (Exchange Process/Protocol) ... 123
Los Estados en la Comunicación OSPF ... 123
El Proceso de Inundación (Flooding Process/Protocol) ... 125
Conmutación Multicapa ... 126
El Modelo Tradicional router–switch/hub. ... 127
Aspectos de las Redes Tradicionales en Capa 2 ... 127
Aspectos de las Redes Tradicionales en Capa 3 ... 127
La Conmutación Multicapa ... 128
Modelo Conceptual de los Switches Multicapa ... 129
Las Funciones en la Capa de Red de la Conmutación Multicapa ... 130
Ruteo Capa 3 ... 130
Conmutación Capa 3 ... 131
Conmutación en Capa 4 ... 131
Una Breve Comparativa: Switch Multicapa vs Router ... 132
El Ruteo InterVLAN ... 134
Conexiones Físicas Separadas. ... 135
Router on a Stick. ... 135
Switch Multicapa. ... 135
Capítulo 3 Descripción de la Red de Datos ... 139
La Estructura Jerárquica de las Redes ... 141
Características de los Equipos de Ruteo. ... 142
Los Equipos de Núcleo. ... 142
Equipos Serie‐X de Enterasys ... 142
Equipos de la Serie‐S ... 144
Los Equipos de Distribución ... 147
La Serie‐N ... 147
Arquitectura de la Red ... 150
Topología Física y Medios ... 150
El Núcleo de la Red Institucional de Telecomunicaciones ... 151
El Campus Zacatenco ... 154
El Área de Santo Tomás ... 156
La Red en la UPIICSA ... 158
Aplicaciones Ordinarias. ... 165
Capítulo 4 La Estructura de Enrutamiento de la Red ... 169
Análisis de las Tecnologías Disponibles ... 171
Identificación y Descripción de las Tecnologías ... 171
Plataformas de los Equipos de Enrutamiento. ... 171
La Selección del Protocolo de Enrutamiento ... 172
La Interfaz de Línea de Comandos ... 177
El Ingreso al Indicador de la Interfaz de Comandos ... 179
Los Modos de Ejecución en la CLI ... 179
Niveles de Acceso ... 180
La Interfaz de Comandos de Switch ... 180
Modos de Operación CLI del Router ... 181
Modos de Configuración ... 182
• Modo de Configuración Global. ... 182
• Modo de Configuración de Interfaz. ... 182
• Modo de Configuración de Protocolo de Router. ... 182
Sintaxis de Interfaces ... 184
Interfaces Físicas, de Capa 2 y de Sistema ... 184
Interfaces en el Modo de Enrutamiento ... 184
Configuraciones Básicas de un Router OSPF ... 185
Configuraciones en los Dispositivos en la Capa de Enlace de Datos... 185
Configurando VLANs ... 186
Consideraciones Técnicas de los Equipos de Enrutamiento en la Capa de Enlace de Datos. ... 187
El Protocolo Spanning Tree. ... 187
GVRP (GARP VLAN Registration Protocol). ... 189
LACP (Link Aggregation Control Protocol) ... 190
Habilitación del Enrutamiento IP las Interfaces de los Switches Multicapa ... 193
La Configuración de un Router OSPF ... 194
La Habilitación del Proceso de OSPF en un Router ... 194
El Identificador de un Router OSPF y las Interfaces Loopback ... 196
La Configuración de un Router Interno ... 199
Estableciendo Comunicación entre Routers OSPF ... 202
El Despliegue de la Estructura de OSPF y la Distribución de Áreas ... 206
El Direccionamiento IP para los Equipos y las Funciones de Enrutamiento ... 210
Direccionamiento de Enlaces ... 211
Direccionamiento para la Administración de Equipos ... 211
Direccionamiento para las Interfaces Loopback y Los Identificadores de los Routers OSPF ... 215
Estrategias Avanzadas de Configuración ... 216
La Agregación de Rutas por Áreas OSPF. ... 216
La Redistribución de Rutas Externas ... 222
Los Tipos de Rutas Externas ... 226
La Prioridad OSPF ... 231
Áreas Stub ... 235
Algunas Consideraciones de Seguridad en el Protocolo de Enrutamiento ... 237
Interfaces Pasivas ... 238
Autenticación en Enlaces ... 246
Autenticación en Texto Plano... 247
Autenticación MD5 ... 247
Conclusiones ... 253
Trabajos a Futuro ... 256
Glosario ... 259
Anexo A Esquema de Direccionamiento IP para Equipos y Funciones de Enrutamiento ... 285
Anexo B Hojas de Datos de los Equipos de Enrutamiento ... 295
Figura 1.1. Virtualización de un Sistema (www.vmware.com) ... 46
Figura 1.2. Infraestructura Virtual ... 47
Figura 1.3. Logotipo de la Certificación Wi‐Fi 802.11 a, b, g y n. ... 50
Figura 1.4. Evolución de la Velocidad Pico de Datos en las Tecnologías 3GPP. ... 51
Figura 1.5. Sitio web de Apple TV (www.apple.com/appletv/) ... 54
Figura 2.1. Operaciones en el Ruteo Dinámico ... 85
Figura 2.2. Sistema Autónomo Stub o Red Cliente “Single‐Homed” ... 88
Figura 2.3. Sistema Autónomo “Multihomed”. ... 89
Figura 2.4. Sistema Autónomo de Tránsito. ... 89
Figura 2.5. Operación de los Protocolos de Estado de Enlace ... 91
Figura 2.6. La Estructura Jerárquica de OSPF ... 100
Figura 2.7. Los Tipos de Routers OSPF ... 102
Figura 2.8. Los Tipos de Rutas OSPF ... 104
Figura 2.9. Red OSPF de Tipo Broadcast ... 104
Figura 2.10. Red OSPF de Tipo NBMA ... 105
Figura 2.11. Red OSPF de Tipo Punto a Punto ... 105
Figura 2.12. Red OSPF de Tipo Punto a Multipunto ... 105
Figura 2.13. El DR y el BDR en una Red Broadcast... 106
Figura 2.14. El Formato del Paquete OSPF ... 108
Figura 2.15. El Formato del Paquete Hello ... 110
Figura 2.16. El Formato del Paquete de Descripción de Base de Datos (DD) ... 111
Figura 2.17 El Encabezado Común de un LSA ... 113
Figura 2.18 Operación del LSA Tipo 1. Descripción del Estado de un Enlace (o Interfaz) de Router al Área OSPF (Intra‐Área) ... 115
Figura. 2.19. Operación del LSA Tipo 2. Descripción de Routers OSPF en una Red ... 115
Figura. 2.20. Operación del LSA Tipo 3. Intercambio de Información de Rutas Inter‐área ... 116
Figura. 2.21. Los LSA Resumen Tipo 4 informan a la red como alcanzar el ASBR. ... 117
Figura. 2.22. Operación del LSA Tipo 5 ... 118
Figura 2.23. Operación del LSA Tipo 7 ... 118
Figura 2.24. El Establecimiento de una Adyacencia Entre Routers OSPF ... 125
Figura 2.25. La Conmutación Multicapa ... 128
Figura 2.26. Modelo Conceptual de un Switch‐router ... 129
Figura 2.27. Conexiones en el Ruteo InterVLAN ... 134
Figura 3.1. El Diseño Jerárquico de Red ... 142
Figura 3.2. Switch‐Router Enterasys Matrix X8 ... 143
Figura 3.3. La Arquitectura de la Serie X... 144
Figura 3.4. Switch‐Router Enterasys S8 ... 146
Figura 3.5. Un Módulo DFE de la Serie N de Enterasys ... 148
Figura 3.6. El diseño de la FTM Ofrece una Avanzada Arquitectura de Conmutación Distribuida... 149
Figura 3.7. La Fibra Óptica del Núcleo de la Red Institucional ... 152
Figura 3.8. La Configuración del Núcleo de la Red Institucional... 153
Figura 3.9. Conexiones en el Campus Zacatenco de la Red Institucional de Telecomunicaciones ... 155
Figura 3.10. La Red Institucional de Telecomunicaciones en el Campus Santo Tomás ... 157
Figura 3.11. Topología y Conexiones de Red en el Nodo UPIICSA ... 159
Figura 4.2. La Estructura de los Modos de la CLI en un Switch‐Router Enterasys ... 183
Figura 4.3. Un Enlace de Datos entre Dos Switches Multicapa ... 193
Figura 4.4. Un Router Interno OSPF ... 200
Figura 4.5. Comunicación OSPF entre Dos Routers ... 204
Figura 4.6. La Topología Lógica de Enrutamiento y la Distribución de Áreas OSPF en la Red del Instituto Politécnico Nacional ... 208
Figura 4.7. La interfaz Host para la Administración de un Switch‐Router Enterasys ... 213
Figura 4.8. Un Equipo Administrable en Línea a través de la Interfaz Host. ... 215
Figura 4.9. Un Conjunto de Subredes Anunciadas Mediante una Ruta Sumarizada ... 219
Figura 4.10. Conexiones WAN hacia las Redes de los Centros Foráneos del Instituto Politécnico Nacional .... 223
Figura 4.11. La Información de una Red Externa propagada como Ruta Tipo E2. ... 227
Figura 4.12. La Información de una Red Externa propagada como Ruta Tipo E1. ... 230
Figura 4.13. La Adyacencia entre Dos Routers OSPF ... 233
Figura 4.14 Un Área Stub en la Red OSPF del Instituto Politécnico Nacional. ... 237
Figura 4.15. Envío de Paquetes OSPF hello por Interfaces OSPF ... 239
Figura 4.16. Paquetes OSPF hello Capturados por un Analizador de Protocolos ... 241
Figura 4.17. Un Equipo de Cómputo con Software Libre de Enrutamiento ... 242
Figura 4.18. La Interfaz del Software de Enrutamiento “Quagga” ... 243
Figura 4.19. Visualización de la Tabla de Enrutamiento en el Software Quagga ... 244
Figura 4.20. Rutas OSPF Correspondientes a Subredes de Usuarios en la Plataforma de Telecomunicaciones del Instituto Politécnico Nacional ... 245
Figura 4.21. Autenticación MD5 en la Comunicación OPSF entre Dos Dispositivos de Enrutamiento. ... 248
Figura 4.22. Un Segundo Ejemplo de Autenticación MD5 en la Comunicación OPSF entre Dos Dispositivos de Enrutamiento. ... 250
Índice
de
Tablas
Tabla 2.1. Los Tipos de Anuncios de Estado de Enlace ... 114
Tabla 2.2. Valores y Tipos de LSAs Opacos Actualmente Registrados ... 120
Tabla 4 .1. Comparativa de Aspectos Operacionales entre OSPF e IS–IS ... 174
Tabla 4. 2. Comparativa de Consideraciones Técnicas entre OPSF e IS–IS. ... 176
Tabla 4.3. Parámetros de Configuración para un Router Interno OSPF. ... 200
Tablas 4.4 y 4.5. Parámetros de Configuración para el Establecimiento de Comunicación entre Dos Routers OSPF ... 203
Tabla 4.6. Los Routers en las Áreas OSPF en la Red de Comunicaciones del IPN ... 210
Tabla 4.7. La sumarización de rutas en la red OSPF del IPN. ... 221
Tabla 4.8. Comparativa entre los LSA Tipo 5 – E1 y los LSA Tipo 5 – E2. ... 226
Tabla 4.9. Prioridades OSPF para Routers en la Red del IPN ... 232
Tabla 4.10. Propuesta de Parámetros de Configuración en un Router OSPF. ... 239
Tabla 4.11. Los Tipos de Autenticación en OSPF ... 247
Tabla 4.12. Parámetros de Configuración de Interfaces en donde se Habilitará la Autenticación MD5 ... 249 Tabla 4.13. Valores de Configuración en Interfaces, para un Ejemplo de Habilitación de Autenticación MD5 . 250
Resumen
Terminología
Empleada
en
el
Presente
Trabajo
Debido a que muchos de los conceptos tecnológicos acerca de las redes tienen su origen y desarrollo en el idioma inglés, y como tal esta es la lengua franca de las tecnologías de información y de las telecomunicaciones, esta sección tiene el fin de puntualizar los términos incluidos en este trabajo y que son comúnmente empleados en la jerga de las redes de datos. Si bien varios de estos términos pueden ser traducidos, y aun cuando pudiera incurrirse en el uso exacerbado de anglicismos, se ha decidido utilizar los vocablos originales, ante la posibilidad de que un equivalente en español no ofrezca la correspondencia o precisión para los conceptos relacionados, siendo conveniente hacer énfasis en que no se pretende eximir el uso correcto del idioma español.
Estos son los términos incluidos en este trabajo, incluyéndose una breve explicación de cada uno de ellos:
Backbone. Es la porción central y más robusta de una red que componen las vías principales de comunicación. Se puede entender como la parte “vertebral” que interconecta los nodos esenciales y de mayor capacidad en la constitución de una red de comunicaciones.
Broadcast. En español, el vocablo “difusión” sería el más aproximado para este término que designa al método de comunicación de un nodo origen hacia todos los demás nodos en una red o segmento.
Classful. Tendría un equivalente en español a la expresión “con clase”. Classful es utilizado para referir a la determinación de espacios de direcciones IP predefinidos bajo el esquema de clases, ya en desuso. Adicionalmente, indica una clasificación de protocolos de enrutamiento que determinaban la máscara de las redes anunciadas a partir de dicho esquema.
Classless, traducido como “sin clase”, es un vocablo asignado para una tipo de protocolos de
enrutamiento que pueden manejar espacios de direcciones con longitudes variables
independientes al esquema de clases, al incluir la máscara de red en la propagación de información concerniente a las redes que conectan.
Enterprise, una palabra en inglés que significa “empresa”, y que es utilizada en el ambiente comercial para referirse a un segmento de mercado correspondiente al sector empresarial y de organizaciones de mediano o gran tamaño, lo que implica que las redes de esta categoría tengan mayor complejidad e incorporen un tipo de dispositivos con capacidades considerables.
Gateway, es una palabra que en general expresa un nodo que sirve como punto de entrada hacia otras redes. Esto es, un gateway refiere a un concepto lógico correspondiente a un dispositivo que proporciona a una red la interconexión con otras redes independientemente de las tecnologías sobre las que están implementadas. Este término se encuentra asociado a un router, y aunque ahora es obsoleto su uso, originalmente era común para indicar este tipo de dispositivo.1 Una acepción particular es el default gateway, el cual es un elemento importante en las comunicaciones TCP/IP ya que es utilizado por los hosts dentro de una red cuando el destino de la comunicación no corresponde a la red origen, encargándose el gateway de manejar la información de rutas mediante la determinación del siguiente salto o la siguiente red para el renvío de tráfico a fin de que se alcance un destino particular. El default gateway es normalmente identificado por la dirección IP asignada a la interfaz de un router que conecta a una red, siendo un parámetro usado en la configuración TCP/IP de los hosts dentro de ese segmento, y que es usualmente visto en los sistemas Windows como “puerta de enlace predeterminada”. Este término también es referido como gateway por defecto, o comúnmente es utilizada en la literatura de redes la palabra pasarela para aludir a este concepto.2
Half‐duplex. Es un término que indica una forma de transmisión, en la que los datos pueden ser transmitidos en ambas direcciones sobre una portadora, pero no al mismo tiempo. Esto es, un dispositivo en una red bajo este modo puede recibir o transmitir datos, pero no puede efectuar ambas acciones en forma simultánea.
In‐band, refiere a una forma de administración en el que el acceso hacia los dispositivos de red, como son los routers o switches, se establece a través de conexiones sobre la misma red en la que viajan los datos de usuarios, para lo cual los dispositivos deben estar completamente operacionales y tener configurada una dirección IP válida para ser alcanzables mediante algún protocolo o método de administración (SNMP, Telnet, SSH). Por el contrario, el término out‐of‐
band implica que las comunicaciones para administración no siguen las mismas vías que los datos “normales”, por lo que se establecen sobre medios alternos o sobre una red separada.
Internetwork. Es una colección de redes individuales que están conectadas por dispositivos de red intermedios, y que funciona como una sola red de gran tamaño.3 En otras palabras, una
internetwork es una red compuesta de redes interconectadas, esto es, una red de redes.
Internetworking. Este concepto refiere a la industria, los productos y los procedimientos para cumplir con los retos que implica crear y administrar internetworks.4 Podríamos traducir a
internetworking como interconectividad, bajo el concepto de “una interconexión funcional de dos o más redes donde los recursos de cada red individual se hacen disponibles para los usuarios y
1 http://www.webopedia.com/TERM/G/gateway.html 2 http://whatismyipaddress.com/gateway
http://technet.microsoft.com/en‐us/library/cc779696(v=ws.10).aspx 3 Internetworking Basics. Cisco Systems.
http://docwiki.cisco.com/wiki/Internetworking_Technology_Handbook#Internetworking_Basics 4 Internetworking Basics. Cisco Systems.
maquinas conectados en las otras redes”5. Dos son los modelos preponderantes en esta práctica
de conectar redes mediante gateways: El modelo de referencia OSI y el modelo TCP/IP.
Loop, que corresponde a la palabra bucle, denota una condición de topología ya sea física o lógica en el que se establece un trayecto cerrado. Los tipos de loops en las redes pueden ser de conmutación (o switcheo) o de enrutamiento, que representan generalmente problemas y son formados por deficiencias de operación en los protocolos de enrutamiento o por interconexiones incorrectas en los equipos de conmutación.
Loopback es un vocablo compuesto, derivado de la expresión “loop back”, que también puede traducirse al español como “bucle”. Sin embargo, loopback posee una acepción específica en el ámbito de las telecomunicaciones, que trata acerca de las configuraciones que se establecen en el enrutamiento de señales o de flujos de datos para los métodos de diagnóstico de problemas. De esta forma, se envía una señal de prueba hacia un equipo o sobre un medio para ser retornada y recibida por el dispositivo que la originó, siendo esto una técnica útil de prueba. En resumen, loopback puede ser entendido como un trayecto de retorno, para pruebas o diagnósticos.6 En un
sentido similar, los hosts TCP/IP implementan un interfaz loopback, que es un dispositivo virtual que simplemente hace eco de los paquetes para transmitirlos de vuelta a su remitente. La interfaz loopback siempre está presente en todo host, y es identificada por direcciones de propósito especial conocidas como direcciones loopback, definidas en el bloque 127.0.0.0/8, siendo particularmente la dirección 127.0.0.1 asignada a esta interfaz.7 A pesar de estas definiciones, el concepto de loopback que atañe a este trabajo está relacionado con los routers, y describe a una interfaz lógica, esto es, una interfaz creada por el software del dispositivo y que no está asociada a elemento de hardware alguno o puerto físico, por lo que puede estar permanente activa. A las interfaces loopback en los routers les puede ser asignada una dirección IP, por lo que son comúnmente usadas para representar al dispositivo en funciones administrativas, o para ser una referencia confiable en la operación de protocolos (por ejemplo en OSPF o BGP) debido a la estabilidad que proporcionan.8
Network host o simplemente host, se emplea para indicar un dispositivo o computadora que está conectada a una red TCP/IP. También este término es empleado para una computadora o sistema conectado a la red que contiene datos o algún recurso.9
Router. En este documento se utiliza esta palabra para referir al dispositivo que realiza funciones en la Capa de Red del modelo OSI, encargado de la interconexión de redes y del movimiento de
5 IP Routing Fundamentals. Cisco Press
6 What is loopback? ‐ Definition from WhatIs.com. searchnetworking.techtarget.com/definition/loopback What is loopback? ‐ A Word Definition From the Webopedia Computer Dictionary.
www.webopedia.com/TERM/L/loopback.html
7 TCP/IP Sockets in Java. Segunda Edición. Kenneth L. Calvert, Michael J. Donahoo. Morgan Kaufmann Publishers – Elsevier. 2008.
8 How to configure a loopback interface in a Cisco Catalyst switch. www.networkworld.com/community/node/25646
paquetes de datos. También en este trabajo pueden encontrarse las palabras Ruteador o
Enrutador para aludir a este término.
Ruteo o Enrutamiento. Es la acción de mover información a través de una internetwork desde un origen hacia un destino, basado en la información de Capa de Red. Esto incluye a los procesos de descubrimiento y comunicación de la información de redes.
Slot. Palabra correspondiente a una muesca o ranura en español. Un slot es un elemento de conexión con forma de abertura ubicado en la circuitería de un sistema, que permite la inserción de hardware adicional o de placas adicionales para la adición de componentes o expansión de las capacidades en un equipo. La palabra bahía también es utilizada para referirse a un slot.
Stub. Es una porción de red en un extremo que solo tiene un solo punto de conexión, ya sea físico o lógico de conexión y por lo tanto una sola vía de entrada y salida de datos. Red stub es un nombre designado para segmentos que se caracterizan topológicamente de esta forma, en analogía a un ramal o extremidad trunca, en correspondencia al significado de esta palabra. Subnetting corresponde a la segmentación de una red TCP/IP en partes más pequeñas o
“subredes”. En la jerga de las comunicaciones IP, es muy común el uso de la palabra “subneteo” cuando se habla de dicha segmentación. Por el contrario, la palabra supernetting indica la agrupación de redes IP, para ser expresadas mediante un único prefijo. En otras palabras, es un conglomerado de redes IP que conforman una super‐red. Para la forma de asociar varias redes IP con una sola ruta que las resume también se usan los términos “sumarización” o “agregación de rutas”.
Switch. También es empleada la palabra conmutador para identificar a un dispositivo que establece la comunicación entre dos nodos mediante la formación de una conexión temporal (o circuito). En el caso particular de la conmutación de datos, este proceso implica las funciones de aprendizaje, filtrado y reenvío, en la cual la conexión interna temporal es referida como circuito virtual.
Simbología
Dentro del desarrollo de este trabajo, los siguientes íconos son usados para expresar dispositivos y elementos de red:
Router Swich Multicapa Red
Firewall Punto de Acceso Inalámbrico Switch Capa2
Módem
Para enlaces, son usados los siguientes íconos:
VPN Línea Serial Enlace Ethernet
Además, los siguientes íconos representan equipos de usuario y sistemas finales de red:
Introducción
Desde la creación del Instituto Politécnico Nacional hace un poco más de siete décadas hasta nuestros días, ha sido una institución de educación de grandes contribuciones al desarrollo del país, con una tradición en la formación de profesionales especializados, de capital humano con alto perfil técnico, lo que le ha valido para ser nombrado como “El Rector de la Educación Técnica en México”. Aunque en contraste, la red de telecomunicaciones con la que el Instituto cuenta, en particular la red de datos, no había alcanzado niveles de desempeño acordes al carácter educativo de esta institución, niveles que además correspondan a los montos de inversión, a las características tecnológicas del equipamiento y al software que en este ámbito había sido adquirido en varios años.
Ese bajo desempeño fue sin duda resultado de la convergencia de múltiples factores: falta de visión, de políticas, y de directrices claras en materia de telecomunicaciones, exacerbados intereses personales, poca capacitación sobre el capital humano que interviene directamente en las tareas de planeación, operación y administración de la red, circunstancias burocráticas, e incluso incompetencia en determinados puestos de mando, por mencionar algunos causas.
Sin embargo, sería desatinado el dejar de mencionar que también existen puntos valiosos y notables, derivados del esfuerzo de personas que han buscado elevar al máximo el nivel de disponibilidad, la mejora en el funcionamiento y la innovación en la Red Institucional, pese a las limitaciones existentes, principalmente de naturaleza económica y de capital humano, dado que el Instituto Politécnico Nacional es una institución de carácter público sin fines de lucro.
Las características dimensionales de una red que integra a miles de dispositivos y que está en constante crecimiento, los múltiples perfiles de sus usuarios, el control de sus recursos y la seguridad, la implantación de nuevos sistemas y el desarrollo de nuevas aplicaciones en este ámbito tecnológico de acelerado dinamismo, son temas que implican retos importantes dentro de las telecomunicaciones institucionales.
Aunque hay material abundante y temas de vanguardia acerca de las redes que podrían ser
abordados, este trabajo trata acerca de un componente común y bien conocido de la
interconectividad: el enrutamiento. Este es un elemento básico, dado a que proporciona la forma de interconectar y establecer comunicación entre segmentos y subredes. Por sus características, es obligada para la red del IPN la existencia de una planeación referente al enrutamiento.
Ante los retos existentes en el contexto mundial, y por la naturaleza de una institución líder en la educación superior y en la investigación, el Instituto Politécnico Nacional no puede mantenerse ajeno a consolidar su infraestructura de cómputo y comunicaciones. Muchas de las tareas y quehaceres de las organizaciones dependen hoy de las tecnologías de la información y de las comunicaciones. Hoy en día, en algunos casos particulares dentro del IPN es un requisito contar con plataformas de información y de telecomunicaciones para alcanzar ciertas certificaciones de procesos concernientes a la gestión administrativa y a la educación. En actividades académicas, de investigación, de control escolar, de difusión, de integración social y administrativas en el Instituto son utilizadas estas herramientas, e incluso son determinantes en la realización del modelo educativo, que permite nuevos métodos de enseñanza y ofrece nuevas plataformas de aprendizaje.
La red de comunicaciones en el Instituto Politécnico Nacional tiene una cobertura de prácticamente todas las unidades, escuelas y centros de esta institución, en la que una gran mayoría de los componentes e infraestructura son propiedad del Instituto. Esta es una red TCP/IP que figura como una herramienta esencial para el quehacer del Instituto en sus diversos ámbitos, ya que permite acceder a múltiples recursos, que van desde las aplicaciones tradicionales como el correo electrónico y la navegación web hasta tecnologías de vanguardia, y así también es el medio sobre el que opera la plataforma telefónica y la videoconferencia.
El presente trabajo es realizado para ofrecer una caracterización de esta red, en particular de lo concerniente a la implementación de la Capa de Red del modelo OSI. Además, propone los parámetros de configuración del protocolo utilizado para el enrutamiento dinámico interior, el cual tiene como función principal hacer posible la comunicación entre los diversos segmentos de red mediante procesos automáticos e intercambio de información entre los dispositivos de enrutamiento.
Objetivos
Objetivo
General
Presentar la implementación de la interconectividad interna y el enrutamiento de la plataforma de telecomunicaciones del Instituto Politécnico Nacional, misma que se constituye como un elemento tecnológico indispensable de apoyo actual para el desempeño de las funciones sustantivas y para el cumplimiento de los objetivos institucionales.
Objetivos
Específicos
Con el presente trabajo propone alcanzar los siguientes objetivos específicos:
Presentar un panorama tecnológico actual sobre los retos en las telecomunicaciones y las tecnologías de información, y las perspectivas a futuro de las mismas.
Ofrecer la información y los elementos teóricos básicos que faciliten la comprensión del funcionamiento del protocolo de ruteo interno utilizado y su aplicación en la red. Describir la composición y estructura de la plataforma de telecomunicaciones del Instituto
Politécnico Nacional y las aplicaciones que sobre ella se ejecutan, así como explicar la importancia que tiene esta infraestructura en el entorno institucional.
Definir la estructura jerárquica de ruteo para proveer escalabilidad a la red de datos, con una correcta segmentación lógica desde la perspectiva del protocolo de ruteo empleado, de tal forma que el constante crecimiento de la red no afecte la implementación actual. Optimizar el desempeño de la red mediante el mejor aprovechamiento de los recursos y
de las características de escalabilidad y flexibilidad proporcionadas por el protocolo de ruteo interno.
Proporcionar una guía de la configuración mediante la definición de una serie de instrucciones y parámetros en los equipos de enrutamiento, en concordancia con su función dentro del esquema propuesto para la implementación enrutamiento dinámico interno en la Red Institucional.
Establecer la concordancia entre el enrutamiento y el esquema de direccionamiento IP, obteniendo un mayor aprovechamiento y una administración del espacio de direcciones, así como la disminución del tamaño de las tablas de ruteo mediante sumarización de rutas.
Descripción
del
Presente
Trabajo
La red de telecomunicaciones del Instituto Politécnico Nacional es una infraestructura de gran dinámica en su configuración y en su operación, que cuenta con características muy particulares en aspectos como son sus dimensiones, su topología y los perfiles de los usuarios que integra. Este trabajo presenta la manera en que se ha desplegado el protocolo de enrutamiento OSPF, describiendo el funcionamiento de esta tecnología, así como las tareas y casos particulares de configuración en concordancia con la estructura topológica de la red y los conceptos establecidos por la tecnología dinámica utilizada para el establecimiento de la interconectividad interna.
Capítulo 1.
Desde su apertura hacia entornos comerciales, las facilidades de comunicación provistas por la Internet han incidido en los ámbitos sociales y productivos. Como una muestra de ello, en la actualidad raramente se puede encontrar publicidad que no contenga el prefijo www. Es así que en este capítulo aborda los entornos, desafíos y situaciones relativas al uso, desarrollo y penetración de las tecnologías de información y de comunicaciones, buscando proporcionar una vista general de la industria y las tendencias en esta materia, y una perspectiva hacia el futuro. Como Se incluye también un breve apartado acerca de la historia, actualidad y futuro de TCP/IP, como la tecnología fundamental de la Internet y las redes convergentes.
Capítulo 2
En este capítulo trata en forma resumida acerca de los conceptos y la teoría del enrutamiento. Se encuentra estructurado en tres secciones principales:
Conceptos Generales de Enrutamiento. Donde se abordan los temas relativos a la interconectividad y los conceptos básicos de las redes de datos, ofreciendo una vista general de los protocolos de ruteo.
El Protocolo de Ruteo OSPF. Una vista al enfoque de ruteo estado de enlace de OSPF, por la que en esta sección se incluyen su estructura jerárquica, así como las estructuras de datos utilizadas en los procesos de comunicación entre los routers que implementan este protocolo.
Conmutación Multicapa. Una breve sección con la descripción conceptual de los equipos switch‐router y sus diferencias operacionales respecto al ruteo tradicional. Se ha incluido debido a que este tipo de equipo es el mayoritariamente implementado para el ruteo en la red.
Capítulo 3.
Se constituye de la caracterización de la red en los términos de topología física, los elementos descriptivos del equipamiento y los medios que la constituyen. Además son mencionados los sistemas de información y las aplicaciones que son ejecutadas sobre esta plataforma. Es un capitulo constituido de la información acerca del estado de la red en el momento de la elaboración de este trabajo, la cual es de importancia para una mejor comprensión del entorno de red en el IPN.
Capítulo 4.
Aquí se describen los cambios propuestos en las características topológicas y las configuraciones de los ruteadores de acuerdo a su función en la estructura planteada del protocolo de ruteo.
Capítulo 1
Antecedentes
Antecedentes
Planteamiento
del
Problema
A mediados de la década de los 90 en el Instituto Politécnico Nacional se emprendió una importante actualización en su estrategia de telecomunicaciones, con un proyecto sin precedentes centrado en dotar al Instituto de una red telefónica propia. En aquellos días, Internet iniciaba un significativo proceso de apertura, y se incorporó una red de datos como un elemento adicional dentro de este proyecto, para aprovechar un elemento clave y que hasta hoy representa un medio fundamental en la infraestructura de las telecomunicaciones institucionales: la red de fibra óptica incorporada en el diseño este proyecto.
Esta red de datos estuvo inicialmente conformada por equipos de la marca Cisco Systems como dispositivos de ruteo, así como por concentradores Bytex para el acceso en las redes locales. Con el paso del tiempo esta red ha experimentado varias actualizaciones derivadas de la acentuada evolución de las TIs, dándose uno de los mayores cambios en el año 2003 cuando se inició la migración del núcleo de la red, con el cambio routers interconectados sobre enlaces con ancho de banda de 4 E1s por dispositivos de conmutación multicapa con tecnologías Gigabit Ethernet. Sucedieron también otros cambios, como fue la renovación tecnológica de los equipos de distribución, que conllevó una modificación importante en la estructura topológica de la red institucional y a la adopción de OSPF como el protocolo de ruteo.
Sin duda estos cambios fueron altamente significativos, sin embargo, no ha existido desde entonces algún documento que exprese planeación, propuesta, o caracterización técnica concerniente a la implementación de la interconectividad al interior de esta red, y que tome en cuenta las características propias de esta infraestructura como son las siguientes:
La composición de la red. La configuración geométrica, las tecnologías utilizadas, su extensión geográfica, la gran cantidad de dispositivos así como la distribución de sus segmentos son componentes que pueden condicionar el planteamiento de la propuesta de ruteo. La red de comunicaciones del IPN cuenta con rasgos únicos, perteneciente a una institución educativa que reúne a un gran número de usuarios con una amplia diversidad de perfiles y con aplicaciones que pueden determinar la utilización de sus recursos.
Los cambios que ha sufrido la Red Institucional de datos han implicado significativas adquisiciones de equipo y son una respuesta del Instituto a la importancia que tiene su plataforma de cómputo y telecomunicaciones. Una importancia que radica en el papel que esta red desempeña dentro del nuevo modelo educativo, proporcionando herramientas y medios no solamente para las tareas administrativas (SicPAT, Nómina, POA, Control de Gestión, por mencionar algunas, y que son vistas a detalle en el capítulo 3), sino además para los ámbitos de enseñanza y de investigación, y también por su posición como plataforma de comunicación en el curso hacia la convergencia IP.
Ante esta importancia, así como por las dimensiones y complejidad de esta red, el presente trabajo tiene como propósito principal definir la implementación del ruteo y de la conectividad en el IPN, ya que a pesar de los esfuerzos e inversiones por mantener telecomunicaciones sólidas y eficientes, es escasa la documentación concerniente a las telecomunicaciones institucionales.
Se busca además ofrecer información técnica del protocolo de ruteo OSPF, que es la tecnología empleada al interior de esta red para la interconexión de segmentos, y encargada de la determinación de parámetros que los equipos de ruteo utilizan para realizar el movimiento de información ente las redes locales que finalmente proporcionan servicio a los usuarios en el Instituto.
Por otro lado, no se vislumbra dentro del corto plazo un cambio en la plataforma tecnológica de la Red Institucional que pudiera dar pauta al empleo de otros sistemas, métodos y protocolos, y así modificar el esquema de operación de forma sustancial, con lo que mantendrá por unos años más el uso de OSPF como el protocolo de ruteo IGP. Además, hasta el momento se está en las fases tempranas de planeación y de los programas para la migración de IPv4 hacia IPv6. En la situación de que se ha alcanzado el agotamiento de las direcciones IPv4 a nivel mundial, y aun cuando se ha dado inicio al despliegue de IPv6 en el IPN, esto conlleva a un proceso de migración que no implica una sustitución completa e inmediata del direccionamiento IPv4. Ante el hecho de que ambas pilas de protocolos son incompatibles, el despliegue de IPv6 se llevará a cabo sin afectar la comunicación sobre IPv4, en una coexistencia y operación en la red en forma simultánea. Más aún, la información presentada aquí puede ser un preámbulo para el despliegue de la sexta generación del protocolo IP, así como de los protocolos de ruteo requeridos, como sería el caso de OSPFv3.
De este modo, se espera que este trabajo proporcione una referencia para los presentes y futuros administradores de la red, y sea de utilidad en la comprensión del ruteo, en la inserción de nuevos equipos y componentes de red, así como en la operación y administración de la misma.
Los
Desafíos
de
las
Redes
de
Datos
disponibilidad de hardware, con un creciente poder de procesamiento en los equipos de cómputo, los avances en software, en conjunto con la maduración de tecnologías y el aumento del ancho de banda, han establecido un nuevo paradigma en los modelos de las redes de telecomunicaciones, que proporcionan un entorno sobre el cual se integran cada día nuevos servicios, teniendo como uno de los ejemplos más ilustrativos de nuevas aplicaciones sobre las redes de datos a la telefonía IP, que representa una migración de los servicios telefónicos tradicionales y la transmisión de voz en señales de forma analógica o digital sobre tecnologías de conmutación de circuitos, hacia el uso de paquetes IP para el envío de las señales de voz sobre una codificación digital. Ésta manifestación es conocida como convergencia, que significa la incorporación de aplicaciones y servicios de comunicación tradicionales sobre las redes IP.
Si bien el ancho de banda es uno de los conceptos más importantes y su comprensión es clave en el análisis y diseño de las redes, tanto que podría ser apropiado referir a Internet como ancho de banda, en un diseño óptimo deben ser tomadas en cuenta múltiples características y conceptos que describen las posibilidades de una red. Sin embargo en muchos casos, se usa equivocadamente al ancho de banda como el parámetro único para determinar su desempeño.
El ancho de banda es definido como la capacidad de flujo de información de una conexión de red en un periodo de tiempo dado. Éste es un recurso finito, es decir, se encuentra limitado tanto por las leyes de la física como por las tecnologías empleadas para transmitir información sobre el medio. Otro punto importante respecto al ancho de banda es que no es un recurso libre. Debe ser considerado en la compra de equipamiento para una red local o para una el arrendamiento de una conexión WAN sobre redes públicas o hacia la Internet, dado a que implica un gasto económico para una persona o para una organización. Una característica más del ancho de banda es que tiene una demanda siempre creciente; cada vez se agregan nuevas aplicaciones y hay más usuarios que requieren de este recurso, así también es exigido para satisfacer la rapidez requerida por los usuarios y por los procesos de las organizaciones en los que intervienen las TIC.
Entre estos entornos y perspectivas de carácter tecnológico, y que son factor de impulso en esta nueva realidad, mencionamos a los siguientes:
Evolución del hardware. En 1965, Gordon Moore, un ingeniero de Intel, justo 6 años antes de que inventara el primer transistor plano, observó que cada año ocurriría una duplicación en la densidad de transistores en un integrado encapsulado que se fabricaba. Este planteamiento que llegó a ser conocido como la ley Moore ha continuado siendo válida 40 años después. Moore actualizó su predicción en 1995, indicando que la densidad de transistores se duplicaría una vez cada dos años. De acuerdo a la ley de Moore en la predicción en la densidad de transistores en 2012, Intel debería tener la capacidad de integrar 1,000 millones de transistores en un integrado que estará operando a 10 GHz, que podría resultar en un desempeño de 100mil MIPS.
En éste desarrollo exponencial, los fabricantes de equipos de cómputo cada día colocan en el mercado dispositivos con mayor potencia y velocidad en CPUs, buses, periféricos, y con gran capacidad de almacenamiento. La facilidad que hoy tienen los usuarios en la disponibilidad de dispositivos digitales se traduce en una amplia oferta como también en la gran cantidad de opciones de hardware, no solo de computadoras personales, estaciones de trabajo y servidores, sino en dispositivos móviles como computadoras portátiles, PDAs, tabletas, reproductores de medios y teléfonos celulares que cuentan conexiones de red de alta velocidad.
Ambientes multitarea y multiproceso. La evolución gradual en la estructura de los sistemas operativos mediante la introducción de innovaciones en los elementos de diseño en nuevos sistemas y en las nuevas versiones de los ya existentes, se ha dado en respuesta a los desarrollos de hardware, a la exigencia de tener más rápidas ejecuciones de procesos, mayores proporciones de servicios y a nuevas aplicaciones, a las circunstancias de seguridad, a otorgar accesibilidad y facilidad a los usuarios, así como por la disposición imprescindible para el acceso a Internet. Los adelantos tecnológicos han conducido a que presenciemos una gran sofisticación de los sistemas de cómputo, que hoy integran microprocesadores de 32 y 64 bits de múltiples núcleos con altas prestaciones y gran velocidad, además de la variedad y el creciente espacio de los dispositivos de almacenamiento, y conexiones de red de alta velocidad.
Los sistemas operativos modernos aparecieron principalmente por la necesidad de explotar las capacidades crecientes del hardware en los sistemas, siendo una de las razones que motivó un entorno multitarea en computadoras personales, estaciones de trabajo y servidores; y que desde tiempos pasados propició el desarrollo de una nueva generación de sistemas operativos para microcomputadoras, entre los que podemos mencionar a Linux, Windows y Mac OS. Otra motivación para los ambientes multitarea es el crecimiento del cómputo cliente/servidor. Un sistema operativo multiproceso o multitarea es aquel que permite ejecutar varios procesos o programas de forma concurrente.
de algún medio de comunicación (red). Algunos sistemas operativos han sido parte importante en la evolución de la Internet, como es el caso de UNIX, por lo que desde sus versiones iniciales han incluido la suite TCP/IP. Dado a que Internet basa su funcionamiento en TCP/IP, esto fue causa de que muchos de los sistemas operativos que no incluían a esta suite de protocolos como parte de sus implementaciones (VMS/VAX, Windows, VM/CP, Mac OS, etc.) se hayan visto obligados a hacerlo. Así, TCP/IP es el estándar de comunicación de datos digitales en nuestros días.
Una capacidad aumentada resultado del entorno multitarea en conjunto con la implementación de las suites de comunicación, permite transacciones de red simultáneas sobre conexiones de alta velocidad. Esta capacidad aumentada ha dado como resultado una mayor demanda de los recursos de las redes.
En años recientes las plataformas móviles han mostrado una evolución de elevado dinamismo, convirtiéndose en el segmento de productos electrónicos de consumo de mayor éxito y penetración en el mercado. Ante tal circunstancia, han aparecido sistemas operativos diseñados específicamente para los la gestión y aprovechamiento de los recursos en los dispositivos móviles, así como el control de la ejecución de aplicaciones, soportando las tecnologías de conectividad celular en inalámbrica – GSM, HSDPA, LTE, Wi‐Fi, Bluetooth, etc. – y hardware como cámaras de video, GPS, acelerómetros, giroscopios, magnetómetros, entre otros, y principalmente el soporte a pantallas con capacidades “multi‐táctil” sobre la que se implementa la interfaz de usuario orientada a proporcionar una experiencia móvil en un ambiente multitarea. En el transcurso del desarrollo de los dispositivos móviles han existido sistemas operativos que tuvieron un uso significativo y ahora son obsoletos, como fue el caso de Palm OS y Symbian. Habiendo una lista amplia de sistemas operativos móviles históricos y actuales, sólo mencionaremos los más importantes desde la perspectiva de innovación y del dominio que tienen en el mercado, que permiten la operación de teléfonos móviles, smartphones y tabletas principalmente, y que más que ser sólo sistemas operativos consisten en plataformas completas de software que incluyen el middleware y las aplicaciones móviles esenciales:
Android. Basado en el núcleo – kernel – de Linux, este sistema operativo móvil fue originalmente creado por Android Inc., una compañía posteriormente adquirida por Google. De hecho, Android es un conjunto completo de software, construido desde cero para permitir a los desarrolladores la creación de aplicaciones atractivas que obtengan el máximo de los recursos de los dispositivos móviles, siendo un sistema completamente de código abierto. Para el desarrollo de Android, se creó la Open Handset Alliance, que es un grupo de compañías que incluyen operadores móviles, fabricantes de teléfonos, así como
fabricantes de dispositivos semiconductores, de software y compañías de
comercialización, que invierten recursos considerables de ingeniería para la mejora e impulso de este sistema. Es tal el éxito y flexibilidad, que Android es implementado además en otros dispositivos como cámaras fotográficas, televisiones y reproductores multimedios.10
iOS. Es el sistema operativo móvil desarrollado por la empresa Apple, originalmente creado para el iPhone (iPhone OS). Esta es una plataforma “propietaria”, por lo cual sólo puede ser utilizado por los dispositivos de Apple tales como el iPod Touch, las tabletas iPad y el reproductor Apple TV, y no se otorgan licencias para el uso en dispositivos de otro fabricante.11
Windows Phone. Es el sucesor de Windows Mobile, la plataforma móvil desarrollada por la empresa Microsoft, que aunque es un sistema operativo “propietario” y de código cerrado, han sido otorgadas licencias y realizado convenios para la ejecución de Windows Phone en dispositivos de varios fabricantes.
Las plataformas móviles proporcionan fácil e inmediato acceso a Internet y a servicios de conectividad, así como diversos recursos y herramientas en ejecución simultánea, que en muchas de ellas se encuentra un máximo aprovechamiento al tener de conexión de red, hecho que se manifiesta en un aumento en la carga de tráfico así como mayores exigencias de desempeño y disponibilidad para las redes de datos.
Arquitecturas de procesamiento. Una de las formas más comunes en cómo se comunican y actúan las computadores y dispositivos en las redes de datos está basada en el modelo cliente/servidor. Este es un término genérico que describe una arquitectura distribuida en el que el procesamiento de una aplicación particular es dividido entre dos o más procesos, con la idea principal de que múltiples usuarios tengan acceso a servicios compartidos de determinados recursos como bases de datos, correo electrónico, impresoras, módems, etc. Esta arquitectura está determinada por la relación entre un proceso llamado cliente, que hace una solicitud a otro proceso, el servidor, para que le preste un servicio. El servidor se encarga de recibir esa solicitud, procesarla y dar respuesta a ese servicio solicitado por el cliente.
Aunque estos dos procesos pueden estar siendo ejecutados en el mismo equipo, a menudo la aplicación es ejecutada de forma distribuida en equipos con capacidades acordes a cada proceso. El cliente es normalmente ejecutado en sistema de usuario, como una computadora personal o estación de trabajo, y el servidor en un sistema host o dispositivo de servidor, por ejemplo, un mainframe. La aplicación puede involucrar más de dos equipos de cliente y uno o más equipos de servidor. Para ejecutar la aplicación, el cliente y el servidor requieren de comunicación, lo que implica que el dispositivo de usuario y el de servidor deben estar enlazados por algún medio. Ésta comunicación puede ser implementada por medio de una red de área local, que para proporcionar la respuesta aceptable o satisfactoria, los sistemas operativos en los sistemas de cliente y de servidor deben soportar interfaces de red de alta velocidad, los protocolos de comunicación asociados y las arquitecturas de transferencia, y al mismo tiempo soportar la
Alliance FAQ | Open Handset Alliance. http://www.openhandsetalliance.com/oha_faq.html The Android Source Code | Android Developers. http://source.android.com/source/index.html Android ‐ Discover Android. http://www.android.com/about/
interacción con el usuario. Como una práctica en muchas de las aplicaciones actuales, en el modelo cliente/servidor las transacciones de cómputo son muy comunes, lo que se manifiesta en un mayor uso de la red. Este modelo es usado por las aplicaciones típicas de Internet, como la Web (HTTP), las terminales remotas y la transferencia de archivos (Telnet, FTP, SSH), el correo electrónico (SMTP, POP3, IMAP), y la resolución de nombres (DNS), entre muchas otras. Si bien en éste modelo el procesamiento de la aplicación es distribuido entre los programas que solicitan y los que proporcionan servicios en diferentes ubicaciones, en cuanto a la disposición de recursos y a la interacción entre estos componentes de acuerdo a las comunicaciones representa un modelo centralizado, en referencia a la forma de la interconexión entre los programas a través de la red.
Otro modelo es el basado en las tecnologías que permiten una forma distribuida de cómputo, conocida como cómputo par a par (peer‐to‐peer computing) o redes par‐a‐ par (peer‐to‐peer networking) dependiendo del punto de vista de la tecnología, siendo referida comúnmente con la forma abreviada P2P. Aunque actualmente no existe una definición de peer‐to‐peer
universalmente aceptada, este concepto describe en términos generales a un entorno en donde las computadoras (hosts) establecen conexiones unas con otras en forma directa, en una forma distribuida, es decir, que no utiliza un punto de control centralizado para establecer rutas o conexiones en el tráfico de datos. En un sistema peer‐to‐peer los dispositivos son conocidos como nodos, los cuales no son sólo receptores de contenido. Cada nodo en una red P2P es capaz de actuar tanto en forma de cliente como de servidor. Uno de los usos más conocidos de los ambientes P2P es el intercambio de archivos (file sharing) en el que nodos se comunican directamente para transferir información de muy diversos tipos. Sin embargo, muchas de éstas aplicaciones de no representan ejemplos puros de éste tipo de tecnologías debido a se valen de servidores centralizados para conectar sus comunidades de usuarios. El desarrollo de aplicaciones P2P crearán comunidades virtuales que en conjunto con las tecnologías móviles como 3G o IEEE 802.11 que pueden ofrecer servicios basados en ubicación.12 Aún no se ha registrado un auge en el modelo P2P, aun cuando fueron determinadas en 2001 por la revista Fortune como una de las cuatro tecnologías que darían forma al futuro de la Internet, dada la magnitud del impacto de P2P en las expectativas de negocios.13
Nuevas aplicaciones y herramientas. Otro resultado de la evolución del hardware y de la disposición de tecnologías con conexiones de mayor capacidad es la creación de nuevas aplicaciones que se benefician de estas tecnologías. Las aplicaciones y soluciones de videoconferencia, de telepresencia, y de telefonía IP, implementadas sobre hardware de propósito específico o por software en sistemas genéricos, permiten la interacción entre personas sobre grandes distancias, así también como las aplicaciones de distribución de contenido
12 Secure Peer‐to‐Peer Networking: The JXTA Example. IEEE Xplore digital Library. 2002. http://ieeexplore.ieee.org
