Propuesta de laboratorios para redes I, II y III usando la herramienta eNSP

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(1)UNIVERSIDAD CENTRAL “Marta Abreu” DE LAS VILLAS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. PROPUESTA DE LABORATORIOS PARA REDES I, II Y III USANDO LA HERRAMIENTA eNSP. TRABAJO DE DIPLOMA Autor: Noslen Jiménez Otero. Tutor: Dr. C. Pedro J. Arco Rios Facultad de Eléctrica. UCLV Ing. Erik Pérez Abreu.. Villa Clara-Cuba Curso 2014-2015 “Año 57 de la revolución”.

(2) UNIVERSIDAD CENTRAL “Marta Abreu” DE LAS VILLAS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. PROPUESTA DE LABORATORIOS PARA REDES I, II Y III USANDO LA HERRAMIENTA eNSP.. TRABAJO DE DIPLOMA Autor: Noslen Jiménez Otero. Tutor: Dr. C. Pedro J. Arco Rios Facultad de Eléctrica. UCLV Email: [email protected] Ing. Erik Pérez Abreu.. Villa Clara-Cuba Curso 2014-2015 “Año 57 de la revolución”.

(3) Hago constar que el presente trabajo fue realizado en la Universidad Central Marta Abreu de las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de Telecomunicaciones y Electrónica autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como tal y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad. ________________ Firma del Autor Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. ________________ Firma del Tutor. _______________________ Firma del Jefe de Dpto. Donde se defiende el trabajo. ____________________ Firma del Responsable de Información Científico- Técnica.

(4) Dedicatoria. DEDICATORIA A mi niña Yenifer y a mi esposa Rosalia, que me han dado todo el apoyo y cariño en el transcurso de mi carrera. A toda mi familia y en especial a mi mamá por ser incondicional en todos estos años de estudio y esfuerzo para cumplir este sueño tan anhelado. A mis amistades y compañeros de aula por compartir los buenos y malos momentos durante todos estos años, por su apoyo y confianza.. i.

(5) Pensamiento. PENSAMIENTO. Los niños saben más de lo que parece, Y si les dijeran que escribiesen lo que saben, Muy buenas cosas que escribirían. José Martí. ii.

(6) Agradecimientos. AGARADECIMIENTOS A mi tutor y maestro el Dr. C. Pedro J. Arco Ríos y a mi tutor y guía el Ing. Erik Pérez Abreu por brindar un gran apoyo e interés en la realización de este trabajo. A mi esposa Rosalia por su dedicación y ayuda durante este trabajo. A mi familia por apoyarme en todos estos años de carrera. A todas las personas que de alguna forma u otra me aportaron su tiempo, consejos y empeño. A mis compañeros de trabajo por apoyarme en todo lo que fuera necesario.. A todos muchas gracias.. iii.

(7) Resumen. RESUMEN En este trabajo se presenta un estudio basado en la herramienta de simulación eNSP para la simulación de laboratorios virtuales para la asignatura de redes de telecomunicaciones I, II y III. En el mismo se documentan las características principales del software, se describe una metodología a seguir para su instalación y explotación del mismo. Estudios recientes muestran la existencia de una gran diversidad y cantidad de herramientas de modelación y simulación en el mundo las cuales varían con el transcurso del tiempo por lo cual motiva a muchos su estudio detallado, en este caso se concentra un análisis de la herramienta eNSP. A partir de ahí se han seleccionado una serie de laboratorios con sus objetivos para la enseñanza de las Redes I, Redes II y Redes III.. iv.

(8) ÍNDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 CAPÍTULO #1 ASPECTOS TEÓRICOS SOBRE LA SIMULACIÓN DE REDES. ....... 5 1.1 Simulación .................................................................................................................... 5 1.2 Fundamentos de la simulación de redes. ...................................................................... 5 1.2.1 Modelo de simulación ................................................................................................ 6 1.2.2 Proceso de simulación ............................................................................................... 6 1.2.3 Tipos de simulación. .................................................................................................. 6 1.3 Clasificación de las herramientas de modelación y simulación de redes de comunicaciones. .................................................................................................................. 7 1.4 Etapas del proceso de simulación. ................................................................................ 8 1.5 Ventajas y limitaciones de las técnicas de simulación. .............................................. 10 1.6 Principales simuladores de redes. ............................................................................... 12 1.6.1 Opnet modeler.......................................................................................................... 12 1.6.2 Comnet III. ............................................................................................................... 13 1.6.3 NS (Network Simulator). ......................................................................................... 14 1.6.4 NS2 (Network Simulator2). ..................................................................................... 15 1.6.5 NS3 (Network simulator3)....................................................................................... 15 1.6.6 GNS3. ...................................................................................................................... 15 1.6.7 Packet Tracer. .......................................................................................................... 16 1.6.8 eNSP (Enterprise network simulation platform). .................................................... 17 1.7 Elección de la herramienta de simulación. ................................................................. 19 1.8 Conclusiones del Capítulo. ......................................................................................... 20 CAPÍTULO #2. GENERALIDADES DEL SIMULADOR eNSP ................................ 22. 2.1 Características generales. ............................................................................................ 22 2.2 Requerimientos del sistema. ...................................................................................... 23 2.3 Instalación del eNSP. ................................................................................................. 24 2.4 Interfaz principal y su menú. ..................................................................................... 26 2.4.1 Introducción a la interfaz principal. ......................................................................... 27 2.4.2 Área de interfaz del dispositivo. .............................................................................. 28 2.5 Uso del eNSP. ............................................................................................................. 29. v.

(9) 2.5.1 Crear una topología. ................................................................................................. 29 2.5.2 Realizando pruebas de datos. ................................................................................... 31 2.5.3 Captura de paquetes. ............................................................................................... 32 2.5.4 Como usar el dispositivo de la nube. ...................................................................... 33 2.6 Características de los dispositivos. ............................................................................. 37 2.6.1 Características del Switch. ....................................................................................... 38 2.6.2 Características del router. ........................................................................................ 39 2.6.3 Características del Firewall. ..................................................................................... 39 2.7 Conclusiones del capítulo. .......................................................................................... 40 CAPÍTULO #3 RESULTADOS DE LOS LABORATORIOS SIMULADOS CON LA HERRAMIENTA eNSP. .................................................................................................. 43 3.1 Resultados de los laboratorios para redes I. ................................................................ 43 3.1.1 Laboratorio 4 Redes LAN Compartidas (Shared LAN). ......................................... 43 3.1.2 Laboratorio 5 Redes LAN Conmutadas (Switching LAN). .................................... 44 3.1.3 Laboratorio 6 Redes LAN Virtuales (VLAN). ........................................................ 45 3.1.4 Laboratorio 7 Interconexión de Redes VLAN. ........................................................ 47 3.2 Resultados de los laboratorios para redes II. .............................................................. 48 3.2.1 Laboratorio 3 Configuración de Rutas Estáticas en IPv4. ..................................... 48 3.2.2 Laboratorio 4 Máscaras de Subredes de Longitud Variable (VLSM). .................. 49 3.2.3 Laboratorio 5 Protocolo de Rutas dinámico RIPv1 ............................................... 50 3.2.4 Laboratorio 6 Protocolo de Rutas dinámico RIPv2. .............................................. 51 3.3. Resultados de los laboratorios para redes III ............................................................. 52 3.3.1 Laboratorio 1 Enrutamiento. .................................................................................. 52 3.3.2 Laboratorio 3 Frame Relay básico. ........................................................................ 53 3.3.4 Laboratorio 4 Configurar una subinterfaz en Frame Relay. ................................... 55 3.3.5 Conclusiones del Capítulo. ...................................................................................... 56 CONCLUCIONES................................................................................................................58 RECOMENDACIONES.......................................................................................................59 GLOSARIO...........................................................................................................................60 REFERENCIAS BILIOGRAFICAS....................................................................................62 ANEXO CAPÍTULO 1.........................................................................................................64 ANEXO CAPÍTULO 2.........................................................................................................69 ANEXO CAPÍTULO 3.........................................................................................................75. vi.

(10) vii.

(11) INTRODUCCIÓN.

(12) INTRODUCCIÓN Las grandes compañías de telecomunicaciones como son la empresa Cisco y Huawei ocupan un amplio mercado a nivel global en la producción de equipos de conectividad de redes WAN y LAN. Esta última se ha introducido progresivamente en nuestro país, según ha aumentado la necesidad de conectividad en aras de satisfacer la demanda de servicios con mejor calidad y prestación a los usuarios. Esta empresa ha diseñado el software eNSP (Enterprise Network Simulation Platform) que es una plataforma de simulación de redes, la cual es de gran utilidad para los tecnólogos e ingenieros en telecomunicaciones. Particularmente en la UCLV se justifica el proyecto ya que se propone la realización de laboratorios para las asignaturas de redes usando la herramienta eNSP y tomando como experiencia los laboratorios realizados con el software Packet Tracer de la empresa Cisco. También el presente material servirá de apoyo bibliográfico para la preparación de los estudiantes en dicha institución. Este recogerá un estudio detallado sobre el modo de programación de los equipos de conectividad y las principales características de los equipos a utilizar en las prácticas de laboratorios, y por último los detalles de configuración de los ensayos prácticos de los mismos, que serán de mucha utilidad para la docencia en la institución. Las técnicas de simulación constituyen, desde hace años, una herramienta de gran utilidad en la enseñanza superior. En nuestra carrera se posee gran experiencia en ese sentido, como por ejemplo el OPNET y el Packet Tracer. Producto de los avances tecnológicos en las redes de telecomunicaciones en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y electrónica ha sido modificado y actualizado la disciplina en que se imparten las asignaturas de redes, siendo necesario estar al tanto de las últimas versiones de software de simulación. Esta tesis se enmarcara en este proceso y no es más que un paso de avance en el objetivo de llevar a los estudiantes lo más actualizado en materia de simulación de redes. De lo anterior surge el siguiente problema científico: ¿Cómo confeccionar laboratorios para la asignatura de redes I, II y III mediante la herramienta eNSP, teniendo en cuenta los ya hechos en Packet Tracer?. 1.

(13) El objetivo general a alcanzar es simular laboratorios virtuales para la asignatura de redes usando la herramienta eNSP. Los objetivos específicos a realizar en este trabajo son: Analizar los laboratorios realizados con la herramienta Packet Tracer. Caracterizar los equipos de conectividad a utilizar en los laboratorios. Identificar las características del simulador eNSP. Simular los laboratorios realizados en Packet Tracer con la plataforma eNSP. Como interrogantes científicas a desarrollar tenemos las siguientes: ¿Qué prácticas deben ser consideradas para la realización de los laboratorios usando la herramienta eNSP? ¿Cuáles son las características de los equipos utilizados en los laboratorios para la asignatura de redes I, II y III? ¿Qué posibilidades posee el simulador eNSP? ¿Qué estructura tendrán los laboratorios realizados en el Packet Tracer con la del simulador eNSP? Para lograr el objetivo del trabajo y poder dar respuesta a las interrogantes anteriores, se cumplimentaron las siguientes tareas: Estudiar los laboratorios realizados en Packet Tracer. Estudiar las posibilidades que nos brinda el software eNSP para la realización de los laboratorios. Realizar un estudio sobre los equipos de conectividad que nos ofrece la plataforma. Confeccionar los laboratorios con la plataforma eNSP. Analizar los resultados obtenidos. Redactar el informe final. Se emplearon diferentes métodos de investigación tanto teóricos como empíricos. Entre ellos se encuentran los siguientes: Métodos Teóricos. Modelación: Permite concebir a escala una herramienta que nos permita conocer el funcionamiento de las redes poder valorar sus resultados.. 2.

(14) Métodos Empíricos. Observación: Se pone de manifiesto desde la propia situación problemática, valorando y observando constantemente cómo se desarrollan los laboratorios hasta alcanzar el resultado final. Experimento: Permitió corroborar en el desarrollo de la implementación del proceso de simulación y comprobar la eficiencia ante determinadas situaciones en la red. Cabe destacar que para la realización del proyecto se cuenta con experiencias anteriores en otras asignaturas (Telemática I, II y Redes de Telecomunicaciones) donde se han podido llevar a la práctica algunos trabajos de diplomas y tesis de Maestrías y doctorados. Los laboratorios a realizar con la herramienta eNSP son novedosos para estudiantes de nivel superior en nuestra UCLV y esta programación tiene sus propias características lo que ha motivado un estudio sobre el tema en aras de facilitar su uso en las prácticas de laboratorios en la asignatura de redes I, II y III. Con este proyecto se actualiza el contenido de los laboratorios ya elaborados en la asignatura. Estos laboratorios a realizar brindan un modo de programación actualizado, con equipos de conectividad modernos entre otras posibilidades con el trabajo en red. También proporciona a los profesores y estudiantes un mayor conocimiento sobre la tecnología que ofrece la empresa Huawei y de su plataforma de simulación eNSP. Esta propuesta para la confección de laboratorios podrá ser utilizada por los profesores o alumnos que estudia en la especialidad de telecomunicaciones, los resultados de este trabajo serán importantes para el desarrollo de la asignatura de redes I, II y III en cuanto a la actualización tecnológica pues se contará con una información detallada del software eNSP y del equipamiento que estará disponible para los estudiantes y profesores de la especialidad. Con toda la intención de que los interesados en el tema puedan acceder y entender de forma rápida y correcta los temas abordados, damos la siguiente estructuración al trabajo, que se distribuye en tres capítulos. Capítulo # 1 Aspectos teóricos sobre la simulación de redes de comunicaciones. Capítulo # 2 Generalidades del simulador eNSP. Capítulo # 3 Resultados de los laboratorios simulados con la herramienta eNSP.. 3.

(15) CAPÍTULO # 1 4.

(16) CAPÍTULO #1 ASPECTOS TEÓRICOS SOBRE LA SIMULACIÓN DE REDES. 1.1 Simulación. Una simulación se puede definir como la imitación de las operaciones de un sistema del mundo real en el tiempo, y de esta manera generar una historia artificial para inferir posibles características de esas operaciones. El comportamiento de un sistema en el tiempo generalmente es estudiado desarrollando un modelo de simulación que se realiza a partir de un conjunto de suposiciones. Estas suposiciones, que normalmente toman forma de relaciones lógicas o matemáticas entre entidades u objetos de interés, una vez validadas permiten realizar un análisis del sistema, aún antes de contar con el modelo físico [1]. Si las relaciones que componen el modelo son lo suficientemente simples, entonces es posible la utilización de métodos matemáticos para obtener información exacta sobre preguntas de interés; esto es lo que se denomina solución analítica. Sin embargo, la mayoría de los sistemas del mundo real son demasiado complejos como para permitir que modelos realistas sean evaluados analíticamente, y estos modelos deben ser estudiados mediante simulaciones. En una simulación se utilizan computadoras para evaluar un modelo numéricamente, y los datos son recolectados para estimar las características deseadas del modelo [2].. 1.2 Fundamentos de la simulación de redes. Las simulaciones se pueden utilizar como un gran apoyo para entender los procedimientos que ocurren para comunicar los distintos elementos de la red y así poder entablar la comunicación entre usuarios. Además es una herramienta para evaluar el desempeño de un sistema existente o propuesto, bajo diferentes configuraciones de interés. Así como la prevención de la sobre utilización de recursos, al igual que la optimización del desempeño del sistema. La simulación también puede ser el estudio cuantitativo de un sistema real, en el cual se trabaja con un modelo simplificado que abstrae los elementos, sucesos y magnitudes del modelo original. En este modelo se hace una representación numérica de la evaluación del sistema, durante un cierto período de tiempo, en el cual se calculan algunos parámetros. 5.

(17) representativos a partir de los datos recogidos, haciendo uso de un programa de simulación. [3]. 1.2.1 Modelo de simulación. La simulación de sistemas implica la construcción de modelos cuyo objetivo es averiguar qué pasaría en el sistema si acontecieran determinadas hipótesis. En el modelo de simulación se estudian los hechos salientes del sistema o proyecto, se hace una abstracción de la realidad, representándose el sistema/proyecto, en un modelo. El modelo que se construye debe tener en cuenta todos los detalles que interesan en el estudio para que realmente represente al sistema real. Como tendencia, los modelos de simulaciones se agrupan en tres tipos fundamentales [4]: Modelos continuos: Se construyen utilizando cálculos para representar un sistema con un número de estados infinitos. Modelos discretos: Utilizan teorías estadísticas y de colas para representar sistemas con estados cuantitativos discretos. Modelos lógicos: se representan utilizando un conjunto de heurísticas implementadas mediante lenguajes de programación de alto nivel. Son computacionalmente más eficientes, por lo que se utilizan cuando la obtención de soluciones óptimas lleva demasiado tiempo o es imposible, porque el modelo es demasiado complejo. 1.2.2 Proceso de simulación. Es la ejecución del modelo a través del tiempo en un computador para generar muestras representativas del comportamiento del sistema que queremos simular, la esencia misma de la simulación hace que resulte natural usar la informática como medio para su desarrollo. La simulación por computadoras es una técnica alternativa para diseñar y construir modelos que imiten la realidad. [4] 1.2.3 Tipos de simulación. Los tipos de simulación se pueden clasificar según la evolución de la simulación a través del tiempo en: continuas, que son aquellas donde las variables de estado pueden tomar valores dentro de un rango continuo y están en función del tiempo; discretas, donde las variables solamente están definidas en ciertos instantes de tiempos. [5]. 6.

(18) Las simulaciones discretas, pueden subdividirse en: simulaciones orientadas a eventos y simulaciones orientadas a procesos. [6] Por otra parte las simulaciones también se pueden clasificar según las variables utilizadas en simulaciones estocásticas: cuando se trabaja con variables aleatorias que varían a través del tiempo, al menos una de las entradas o salidas son probabilísticas; y determinísticos, que es lo contrario a las estocásticas, son valores fijos que entran y salen.. 1.3 Clasificación de las herramientas de modelación y simulación de redes de comunicaciones. Los lenguajes de simulación facilitan enormemente el desarrollo y ejecución de simulaciones de sistemas complejos del mundo real. Los lenguajes de simulación son similares a los lenguajes de programación de alto nivel pero están especialmente preparados para determinadas aplicaciones de la simulación. Así suelen venir acompañados de una metodología de programación apoyada por un sistema de símbolos propios para la descripción del modelo por ejemplo mediante diagramas de flujo u otras herramientas que simplifican notablemente la modelización y facilitan la posterior depuración del modelo. Las herramientas software para el análisis de redes, se pueden clasificar, según el enfoque y las características, de la siguiente manera. [7] Software específico de simulación: son programas que permiten describir modelos sin programar, cuentan con ambientes totalmente gráficos y son más fáciles de usar. Algunas herramientas son: NCTUns, COMNET III, OPNET MODELER, Cisco Packet Tracer, KIVA y FLAN. Lenguajes Específicos de Simulación (LES): como su nombre lo indica, son lenguajes de propósito específico, que permiten controlar el tiempo simulado, es decir, cuál evento o proceso es el siguiente. Además permite la generación de números aleatorios y la realización de cálculos estadísticos. Los LES son más versátiles ya que sus limitaciones son más reducidas, debido a la posibilidad de simular una amplia variedad de tecnologías y modelos de red. Entre los lenguajes de simulación están: GPSS, SIMULA, SIMSCRIP, MODSIM, Sim++, PARSEC y JAVASIM. Lenguajes de propósito general (LPG): este tipo de lenguajes no siempre contiene librerías especializadas, lo cual dificulta la implementación de dispositivos de red dentro de procesos de simulación. Esto puede elevar el tiempo necesario para desarrollar una 7.

(19) simulación, si se trata de modelos totalmente nuevos. En esta categoría se pueden ubicar a lenguajes de programación de alto nivel como Matlab, C++ y Java. Simulación de nivel físico: estos programas de simulación, contienen generalmente librerías que facilitan el análisis de algunos parámetros del nivel físico de las redes, mediante simulaciones de eventos continuos. Dentro de este grupo se encuentran: TOPSIM, LABVIEW, Matlab y el MathCad. En la Figura 1.1 se muestran las principales diferencias de las herramientas software para la simulación de redes, de acuerdo a las características de: tiempo invertido en la construcción de un modelo de red o tiempo de desarrollo, tiempo de ejecución o tiempo durante el cual se debe ejecutar la simulación para obtener los resultados esperados y grado de portabilidad, que es la característica por la cual un caso de simulación puede transportarse de un sistema operativo a otro sin necesidad de cambiar su código fuente. [8]. Figura 1.1. Diagrama de barras con la comparación de simuladores, según la clasificación. presentada en esta sección. Tomado de [8]. 1.4 Etapas del proceso de simulación. Teniendo en cuenta que la construcción de un modelo de simulación no es un proceso secuencial, se pueden distinguir los siguientes pasos [9]: Análisis del problema y planificación. El primer paso en la construcción de un modelo de simulación es el de analizar el problema y decidir qué objetivos serán abordados. Para facilitar una solución, en el análisis primero se debe recolectar información estructural que afecta al problema, y representarla convenientemente. Esta actividad incluye la identificación de parámetros de entrada, medidas de performance de interés,. 8.

(20) relaciones entre parámetros y variables. Luego se realiza una planificación teniendo en cuenta el tiempo requerido para el desarrollo del modelo, costo, entre otros. Recolección de datos. Esta actividad es necesaria para estimar parámetros de entrada del modelo. Pueden formularse suposiciones sobre la distribución de variables aleatorias en el modelo. En caso de ausencia de datos, pueden designarse rangos de parámetros y simular el modelo con rangos acotados. Esta tarea también es necesaria para la validación del modelo (la salida del sistema se compara con las reales). Construcción del modelo. Una vez que el problema se encuentra estudiado y los datos son recolectados, se procede a la construcción de un modelo e implementación del mismo en un programa de computadora. Se debe tener en cuenta que un excesivo nivel de detalle en el modelo puede acarrear una exagerada complejidad en la codificación. Verificación del modelo. El propósito de esta actividad es el de asegurarse que el modelo esté correctamente construido. Esto significa que el modelo conforma las especificaciones y realiza lo que se supone que debe efectuar. La verificación se realiza mediante inspecciones de código y comparándolo con la especificación del modelo. Validación del modelo. Cada modelo debe verse inicialmente como una propuesta, sujeta a validar. La validación del modelo examina si éste se adecua a los datos empíricos (medidas de sistemas reales). Este tipo de validación sólo puede lograrse si existe algún sistema real comparable. Diseño y ejecución de experimentos de simulación. Una vez que el modelo se ha verificado, se procede a diseñar un conjunto de experimentos de simulación para estimar la performance del modelo y ayudar a resolver el problema del proyecto. Una forma de obtener medidas estadísticas confiables, es replicar cada escenario y promediar los resultados. Análisis de datos de salida. Las medidas de la performance estimada están sujetas a un análisis lógico y estadístico. Documentación. Se utilizan los análisis de los datos de salida para formular las recomendaciones finales para los problemas del sistema subyacente. Generalmente esto toma forma de reporte.. 9.

(21) 1.5 Ventajas y limitaciones de las técnicas de simulación. Aunque la técnica de simulación generalmente se ve como un método académico, recientes avances en la metodología de simulación y la gran disponibilidad de software que actualmente existe, han hecho que la técnica de simulación sea una de las herramientas más ampliamente usadas en el análisis de sistemas. [10] A continuación se mencionaran algunas de las ventajas y limitaciones que aparecen a la hora de resolver los problemas planteados en un sistema. En cuanto a las ventajas tenemos [11]: Permiten experimentar con un modelo del sistema, en vez del sistema que está funcionando, pudiendo controlar los parámetros del modelo y pudiendo replicar la simulación de un modelo tantas veces como se desee. Una réplica, es una nueva simulación en la que todos los parámetros y condiciones experimentales son idénticos a los de la simulación anterior excepto los valores que puedan tomar las variables aleatorias. Con los estudios de simulación, se puede descomponer en subsistemas un sistema complicado, y estos subsistemas se pueden simular individual o conjuntamente con otros. En los casos en que hay relaciones complicadas de naturaleza predecible y aleatoria, es más fácil utilizar un proceso simulado que desarrollar un complicado modelo matemático que represente todo el proceso que se estudia. Permite incluir el tiempo en el análisis de situaciones esencialmente dinámicas. Nos provee de un medio de conocimiento del comportamiento de nuevos sistemas, con el objetivo de mejorar los ya existentes, y así como para la puesta a punto de un medio susceptible de proveer un conocimiento completo del sistema global y de sus componentes. Permite resolver un cierto tipo de sistemas de ecuaciones, o de transformaciones matemáticas, que debido a su complejidad no pueden resolverse analíticamente. Las técnicas de simulación no requieren simplificaciones y suposiciones hasta el grado, en que las requieran las técnicas analíticas, y por tanto, cualquier persona, aun sin ser técnico, la utilizará con mayor facilidad.. 10.

(22) Un modelo de simulación puede explicarse más fácilmente al personal administrativo, porque esencialmente es una descripción del comportamiento de un sistema o proceso. Con ellas se puede estudiar un sistema sin construirlo, sin perturbarlo y sin destruirlo, en definitiva sin deformarlo; y a velocidades de comportamiento simulado mucho mayores que en la realidad, por la capacidad de condensar en breves intervalos de tiempo presente, el tiempo de acaecimiento de los sucesos previstos para el futuro y sin tener que soportar los problemas reales inherentes a la introducción de estos cambios, ni correr los riesgos de llevarlos a la práctica. Los procesos de simulación son herramientas muy efectivas de entrenamiento personal, y genera una visión macro y micro del sistema bajo un estudio mucho más profundo y detallado que cualquier modelo analítico o numérico. Permite la comparación de un cierto número de alternativas para ahorrar costes, aunque a veces la simulación es cara, ganar tiempo, evitar riesgo y hacer posible el análisis, que en la realidad puede ser imposible. Permite el desarrollo y/o validación de relaciones funcionales, buscando leyes ocultas bajo la apariencia multiforme de los fenómenos. Es decir, se pueden obtener sencillas expresiones matemáticas del comportamiento del sistema en estudio, por medio de repetidas simulaciones, para extraer interesantes consecuencias que la mera experimentación no nos permitiría. Es útil como entrenamiento profesional, para la formación de futuros responsables de un cierto sistema en el conocimiento más profundo del mismo, o para familiarizarlo con un sistema o una situación que puede no existir en la realidad. En una toma de decisiones, los resultados de un modelo de simulación pueden ser verdaderamente valiosos: análisis de sensibilidad que discrimine que variables de control son más efectivas y en qué medida, contrastes entre políticas de gestión alternativas, análisis de los efectos de situaciones anormales etc. En problemas en los cuales no se conocen anticipadamente todos los valores de las variables, o solo se conocen parcialmente y no hay manera de averiguarlos fácilmente; entonces con la simulación, se pueden encontrar esos estados sucesivos, como puede ser la estimación de los riesgos, beneficios y posibilidades de éxito de un cierto proceso o de un cierto método.. 11.

(23) A diferencia de los modelos de optimización analítica, los modelos de simulación tienden a presentar mejores descripciones de la realidad. Por otra parte, y dentro de lo que hemos denominado limitaciones, resaltamos las siguientes: Las simulación no produce soluciones optimas, en contraposición se realizaran muchas ejecuciones, y de ellas, quedarse con la que se considere mejor. Es decir, la simulación es una herramienta descriptiva, no normativa, empleando el lenguaje de la Teoría de la Decisión. A causa de su relativa facilidad de aplicación, puede haber una tendencia a depender frecuentemente de esa técnica, originando la sustitución de la simulación por técnicas matemáticas analíticas cuando estas últimas sean más adecuadas. La simulación no está exenta de las mismas deficiencias que otros modelos matemáticos, como la imposibilidad de cuantificar todas las variables que afecten al comportamiento del sistema, o que el número de variables que se revisan pueda sobrepasar la capacidad de la computadora de la que se dispone. Aunque los resultados sean correctos, una validación perfecta de un modelo de simulación es prácticamente imposible de conseguir, y por tanto, las conclusiones que se obtengan conllevan deformaciones achacables a los defectos de modelización.. 1.6 Principales simuladores de redes. En este epígrafe se describirán algunas de las características principales de las herramientas de simulación, estos programas o plataformas se limitan a la simulación y análisis de redes de comunicaciones. 1.6.1 Opnet modeler. OPNET MODELER está basado en una serie de editores jerárquicamente organizados, los cuales permiten diseñar y configurar los modelos de red, de nodos y de procesos en las topologías de red que se van a simular con este programa. Los editores trabajan en forma directa y paralela la estructura real de la red, los equipos y los protocolos. Es una herramienta descrita como un lenguaje de simulación orientado a las comunicaciones de datos. El nombre de OPNET se deriva sus siglas en inglés (Optimized Network Engineering Tools).. 12.

(24) Permite diseñar y estudiar redes, dispositivos, protocolos y aplicaciones; brinda escalabilidad y flexibilidad, cualidades que le permiten a los usuarios trabajar en procesos de investigación y desarrollo. [12] El aspecto más significativo de esta herramienta es que provee acceso directo al código fuente de los elementos que conforman el esquema o modelo de red a simular. El OPNET es ampliamente utilizado como herramienta de enseñanza en las universidades por la facilidad de permitir la visualización a través de objetivos modelados. Es un producto que fue desarrollado para modelar todo tipo de tecnologías básicas y avanzadas que han sido originadas partiendo del modelo de referencia OSI de la ISO. Con ellos, es capaz de realizar cualquier modelado genérico de red tomando en cuenta el modelo de referencia OSI, lo cual incrementa la potencialidad de la enseñanza de las tecnologías existentes y emergentes de datos. El desarrollo de los modelos se realiza jerárquicamente, mediante la interconexión de nodos de múltiples tecnologías, utilizando diferentes tipos de enlaces. En OPNET Modeler, se implementan tres tipos de modelos [13]: modelo de red, modelo de nodos y modelo de procesos. Con el simulador OPNET se pueden crear modelos de redes fácilmente, a la vez cuenta con una paleta de objetos que contienen nodos y enlaces. Estos objetos se marcan con un clic izquierdo del ratón y se fijan en el área de trabajo del editor con otro clic izquierdo. Cuenta en su presentación con una barra una barra de Menú (File Edit License Windows Help). (Ver Anexo 1.1) 1.6.2 Comnet III. Este software gráfico permite analizar y predecir el funcionamiento de redes informáticas, desde tecnologías básicas de interconexión hasta esquemas mucho más complejos de simulación, con múltiples redes interconectadas, con diversos protocolos y tecnologías como, Ethernet, ATM, Satelitales, Frame Relay, X25, etc. [14] Este programa contiene una gran variedad de dispositivos de red como: hosts, Hubs, switches, routers, accesspoints, satélites, entre otros; los cuales pueden ser interconectados con enlaces y tecnologías como: Ethernet, FDDI, punto a punto, Frame Relay, Aloha, PVC, CSMA, entre otros; a la vez que permite implementar gran variedad de protocolos; es decir COMNET III presenta características muy completas e interesantes, en cuanto a las. 13.

(25) interfaces que soporta para su uso, sin embargo el máximo desempeño de este simulador se alcanza al utilizar las librerías para los diferentes tipos de dispositivos de redes con sus diferentes parámetros. [14] Para realizar el proceso de las simulaciones en el COMNET III hay que conocer previamente los componentes da la interfaz gráfica del usuario. (Ver Anexo 1.2) 1.6.3 NS (Network Simulator). El Network Simulator más conocido como NS, es un software orientado a simular eventos discretos, se usa principalmente en ambientes educativos y de investigación; se desarrolló con base a dos lenguajes de programación: uno de ellos es un simulador escrito en C++ y el otro es una extensión de TCL, orientada a objetos; este programa ha sido diseñado especialmente para el área de la investigación de redes telemáticas. Esta herramienta tiene un amplio rango de uso y continuamente sirve como base para el desarrollo de otros programas de simulación; además este software soporta una gran cantidad de protocolos de las capas de aplicación y transporte, además de otros utilizados para el enrutamiento de los datos, los cuales pueden ser implementados tanto en redes cableadas, como inalámbricas locales o vía satélite; y que son aplicables a grandes redes con topologías complejas y con un gran número de generadores de tráfico. Para visualizar los resultados es necesario instalar el Network Animator (NAM), el cual es una herramienta de interfaz gráfica muy sencilla de utilizar. Como se observa en la figura 1.2, NS es un intérprete de scripts del lenguaje TCL orientado a objetos, el cual tiene un planificador de eventos de simulación y librerías de objetos de componentes de red y librerías de módulos de instalación de red. Esto quiere decir que la simulación se debe programar en el lenguaje de scripts OTCL.. Figura 1.2 Esquema de Simulación en NS. [15] 14.

(26) 1.6.4 NS2 (Network Simulator2). El NS2 es un simulador de tiempo discreto cuya elaboración se inició en 1989 con el desarrollo de REAL Network Simulator. NS2 es la versión mejorada de Network Simulator. Las herramientas fundamentales que utiliza el NS2 son el simulador NS, el NAM y el XGRAPH. Para la representación de los escenarios y los parámetros de la red tanto el NAM como el XGRAPH obtienen los datos de ficheros de trazas. [15] ns2 es una herramienta de eventos discretos extremadamente popular en el ámbito académico por su extensibilidad, fue desarrollado en C++ y provee una interfaz de simulación a través de OTcl, una variante Orientada a Objetos de Tcl. El usuario describe una topología de red por medio de scripts OTcl, y luego el programa principal de ns2 permite simular dicha topología utilizando los parámetros definidos. Además es el estándar de facto entre los simuladores libres tanto en el mundo académico como en la industria, y por ello dispone de una gran cantidad de códigos y documentación disponible sin comparación posible con el resto de los simuladores. 1.6.5 NS3 (Network simulator3). ns3 es un nuevo simulador de red de eventos discretos que pretende convertirse en el sucesor de ns2. El proyecto está financiado por la NSF-CISE (NationalScienceFoundation, Computer&InformationScience Engineering). ns3 tiene su punto de partida en el trabajo de MathieuLacage y Thomas Henderson en el simulador yans1 [16]. En dicho trabajo identificaron en ns2 un conjunto de fallos de diseño que juzgaron lo suficientemente importantes como para iniciar un nuevo simulador desde cero; entre estos fallos destacaban la falta de versatilidad, debido básicamente a la dependencia entre los modelos, el deficiente uso de las técnicas de programación orientada a objetos, y el rígido acoplamiento entre C++ y OTcl. [17] 1.6.6 GNS3. El emulador GNS3 trabaja en conjunto con otros programas para lograr la emulación de dispositivos de redes reales, creando una plataforma que permite el fácil diseño de topologías de redes complejas. Por lo que es idóneo para el desarrollo de los conocimientos de estudiantes que desean familiarizarse con dispositivos de red. [18] Este programa es una aplicación elaborada en Python que emplea las librerías de Dynagen para implementar una interfaz gráfica (GUI). Sus primordiales destinos son editar el 15.

(27) archivo de texto “.net” y ejecutar las operaciones de la interfaz de líneas de comandos (CLI) hecha por Dynagen y Dynamips. Adicionalmente incorpora la capacidad de simular computadoras. [18] Una de las características más relevantes de este simulador es que está en constante actualización, permite la comunicación entre redes virtuales con redes reales. Puede capturar los paquetes que pasan por enlaces virtuales y escribir los resultados de la captura en archivos que pueden ser interpretados por aplicaciones como Wireshark o tcpdumps, permite la conexión Telnet a la consola de un enrutador virtual de forma fácil directamente desde la interfaz gráfica; para conocer sobre la ventana principal del GNS3 (Ver Anexo 1.3). 1.6.7 Packet Tracer. Este programa es uno de los simuladores de redes más completos, desarrollado directamente por Cisco, es el recomendado por ejemplo para realizar pruebas con sus propios routers, switchs, hubs y servidores, es uno de los programas más sencillos de usar y permite realizar todo tipo de virtualizaciones de redes. Ofrece una interfaz basada en ventanas, que le ofrece al usuario facilidades para el modelado, la descripción, la configuración y la simulación de redes. Packet Tracer tiene tres modos de operación: el primero de estos es el modo topology (topología), que aparece en la ventana de inicio cuando se abre el programa, el otro es el modo simulation (simulación), al cual se accede cuando se ha creado el modelo de la red; finalmente aparece el modo real time (tiempo real), en donde se pueden programar mensajes SNMP para detectar los dispositivos que están activos en la red y si existen algún problema de direccionamiento o tamaño de tramas entre las conexiones. [19] Packet Tracer es un simulador de entorno de redes de comunicaciones de fidelidad media que permite crear topologías de red mediante la selección de los dispositivos y su respectiva ubicación en un área de trabajo utilizando una interfaz gráfica, el ambiente de aprendizaje de la red está basado en la simulación, es capaz de conectar una red de computadoras a los novicios para diseñar, configurar y solucionar problemas en las redes de una computadora a un nivel de complejidad alto para obtener la certificación de CCNA (Cisco Certified Network Associate). 16.

(28) Como cualquier simulador, Packet Tracer confía en modelos simplificados para conectar una red de computadoras con sus dispositivos y protocolos. Los archivos de ayuda se diseñan para familiarizar a los usuarios con la interfaz de Cisco Packet Tracer, así como con sus funciones y rasgos. Aunque los archivos de ayuda pueden usarse como una guía de la referencia, las páginas deben ser leídas por su orden. Una de las ventajas de este simulador es que los estudiantes pueden usar en el Packet Tracer los dispositivos de la gestión de redes, arrastrar y soltar (nodos) Switch, y Router, y puestos de trabajo en el espacio de la topología lógico (el Área de trabajo Lógica). Permite la simulación del protocolo de enrutamiento RIP V2 y la ejecución de los protocolos STP y SNMP para realizar diagnósticos básicos a las conexiones entre dispositivos del modelo de la Red. Además es un simulador que utiliza pocos requerimientos del sistema para su funcionamiento. El enfoque pedagógico de este simulador, hace que sea una herramienta muy útil como complemento de los fundamentos teóricos sobre redes de comunicaciones. El programa posee una interfaz de usuario muy fácil de manejar, e incluye documentación y tutoriales sobre el manejo del mismo. (Ver Anexo 1.4) Permite ver el desarrollo por capas del proceso de transmisión y recepción de paquetes de datos de acuerdo con el modelo de referencia OSI. Como desventajas solo permite modelar redes en términos de filtrado y retransmisión de paquetes. No permite crear topologías de red que involucren la implementación de tecnología como ATM y los protocolos SEP y MPLS. Ya que su enfoque es pedagógico, el programa se considera de fidelidad media para implementarse con fines comerciales. 1.6.8 eNSP (Enterprise network simulation platform). El eNSP es una plataforma de simulación de red libre y extensible donde se pueden simular dispositivos reales de red como routers y switches, permitiendo a los usuarios familiarizarse con los productos de redes que Huawei ofrece al mercado, al mismo tiempo ésta nueva plataforma permite un mayor conocimiento y entendimiento de la operación y configuración de los routers y switches, así como los métodos para su diagnostico. El eNSP puede apoyar simulaciones de una red de gran potencia y le permite llevar a cabo las pruebas experimentales, además permite aprender las técnicas de la red sin usar los. 17.

(29) dispositivos reales. Los estudiantes pueden usar el eNSP para simular una red y realizar las pruebas en la misma y obtener experiencia al realizar las pruebas en una red real del eNSP. Esta herramienta también ayuda a los usuarios para mejorar sus habilidades en construcción, planeación, operación y mantenimiento de redes empresariales, permitiendo la construcción y despliegue de redes con mayor eficiencia. Además la plataforma de Huawei eNSP soporta interconexión con dispositivos reales, para analizar en tiempo real la captura de paquetes de información y permitiendo un claro entendimiento de los protocolos y principios de la red dentro de la seguridad que ofrece una simulación. Los ingenieros técnicos pueden preparar las redes virtuales fácilmente para simular las redes existentes. De esta manera, ellos pueden simular las fallas en las redes existentes y pueden realizar la pre-simulación antes de la entrega de la red. Ellos también pueden cargar el último paquete de simulación de demostración. Dentro de las principales ventajas podemos decir que es una plataforma de simulación de red libre la cual simula dispositivos reales favorablemente, los dispositivos virtuales pueden conectar a los dispositivos reales usando una interfaz virtual y un adaptador de la red real. El área de interfaz del dispositivo despliega los dispositivos en una topología e interfaz que se han conectado, se puede hacer doble clic o se puede arrastrar la lista de la interfaz principal y desplegar una topología grande en el área de trabajo. El sistema proporciona la descripción predefinida sobre cada dispositivo que usted puede cambiar, se pueden realizar los funcionamientos comunes en PCs basado en una topología creada. El análisis del paquete le ayuda a entender el principio de protocolos de la red, además el eNSP tiene dos dispositivos del fin: cliente y servidor, usando estos dispositivos, usted puede construir un C/S simple, además conecta una red de computadoras para comprender FTP y servicios de HTTP. Este software utiliza los protocolos MPLS y SEP que es un protocolo de protección inteligente en una red de Ethernet y utiliza una virtualización que se asemeja a la operación real del equipo en cuestión.. 18.

(30) Por otra parte dentro de sus desventajas se puede decir que es un simulador que utiliza muchos requerimientos del sistema para su funcionamiento, por lo que no se puede instalar en cualquier PC, no utiliza interfaces de fibra óptica entre los dispositivos de red. Además al igual que el Packet Tracer su enfoque es pedagógico por lo que el programa se considera de fidelidad media para implementarse con fines comerciales. Solo permite modelar redes en términos de filtrado y retransmisión de paquetes y su base de datos está en constante actualización y no permite implementar tecnología satelital.. 1.7 Elección de la herramienta de simulación. Con el desarrollo de las redes, se ha hecho necesaria la creación de herramientas capaces de mostrar el comportamiento de las diferentes configuraciones adoptadas por los dispositivos de red de forma virtual sin necesidad de llegar a la implementación, sin un resultado previo. Para esto se han diseñado diferentes simuladores, entre los que se encuentran principalmente: OPNET Modeler Comnet III NS (Network Simulation) NS-2 (Network Simulation-2; Simulador de Red-2) NS-3 (Network Simulation-3; Simulador de Red-3) GNS3 (Graphical Network Simulator; Simulador de Gráfico de Red) Packet Tracer eNSP (Enterprise Network Simulation Platform; Plataforma de Simulación de Red Empresarial) Para la realización de este trabajo se realizó un estudio de los simuladores antes mencionados, a pesar de tener características similares, se ha decidido la utilización del simulador eNSP ya que es un simulador de redes que emplea equipos del fabricante Huawei. Este programa presenta varias ventajas respecto a los demás, entre las que se pueden mencionar el alto grado de similitud con los dispositivos de redes reales además de su funcionamiento sobre software libre. El eNSP puede simular redes de gran tamaño, y permitirá a los usuarios ejercer las operaciones del dispositivo y aprender las tecnologías de red sin necesidad de utilizar dispositivos reales. 19.

(31) Además este software se encuentra en desarrollo y cuenta con la documentación necesaria para simular las redes en su entorno gráfico, además este simulador pertenece a la empresa Huawei que en estos momentos tiene un amplio mercado y por ende nos lleva a realizar un estudio detallado de sus posibilidades como tecnología. 1.8 Conclusiones del Capítulo. El empleo de herramientas de simulación, estimula al alumno propiciando que este se familiarice con la práctica de laboratorios realizando diseños de redes de comunicaciones de los contenidos de las asignaturas. La simulación usada apropiadamente, proporciona ahorro de tiempo y de recursos económicos, esta permite que el alumno logre adquirir conocimientos teóricos al elegir un método de simulación adecuado para cada problema real que se le pueda presentar, y que además de aplicarlo conozca y sea capaz de manejar lenguajes de simulación. Aunque existen diversos simuladores se escogió el eNSP para la realización de una serie de prácticas de laboratorio, ya que tiene los requisitos necesarios para dar cumplimiento a los objetivos trazados, además de ser un software libre y tener un ambiente agradable de trabajo.. 20.

(32) CAPITULO # 2. 21.

(33) CAPÍTULO #2 Generalidades del Simulador eNSP Con la finalidad de ofrecer a los profesionales de tecnologías de información y comunicación una experiencia de uso amigable, Huawei desarrolló el nuevo simulador que ofrece entornos de simulación con una gran fidelidad. Gracias a la plataforma Huawei eNSP, se puede tener acceso a una simulación de routers virtuales. Simular despliegues previo a la implementación real del equipo en la red y al mismo tiempo hacer pruebas de compatibilidad y configuración, facilitando la planeación previo al despliegue y asegurando un alto nivel de calidad en las redes empresariales. [20] Además la plataforma de Huawei eNSP soporta interconexión con dispositivos reales, para analizar en tiempo real la captura de paquetes de información y permitiendo un claro entendimiento de los protocolos y principios de la red dentro de la seguridad que ofrece una simulación. [20] El eNSP es una herramienta comercial orientada al diseño, configuración y estudio de las redes de telecomunicaciones, utilizado para hacer análisis detallados del funcionamiento y del rendimiento de redes tipo LAN, MAN y WAN utilizando una interfaz gráfica. Esta nueva plataforma simula dispositivos reales como routers, y switches, permitiendo a los usuarios familiarizarse con los productos de redes.. 2.1 Características generales. La plataforma de simulación de red eNSP (Enterprise Network Simulation Platform; Plataforma de Simulación de Red Empresarial), provisto por Huawei, es una plataforma gratis y extensible de simulación de red con gráficas e interfaces de usuario (GUIs). Simula computadoras (PCs), enrutadores y conmutadores, soporta simulación de red de gran escala y deja implementar pruebas experimentales y aprender tecnologías de la red sin usar dispositivos de red reales. [18] Este software gráfico, al igual que otros, permite analizar y predecir el funcionamiento de redes informáticas, desde tecnologías básicas de interconexión hasta esquemas de simulación mucho más complejos, con múltiples redes interconectadas entre sí, con diversos protocolos y tecnologías como, Ethernet, ATM, Frame Relay, MPLS, VPN, etc.. 22.

(34) Este programa permite implementar una gran variedad de protocolos como son el SEP, RRPP, MSTP entre otros. Además contiene una gran variedad de dispositivos de red como: switches, routers, hubs, satélites, los cuales pueden ser interconectados con enlaces y tecnologías como: Ethernet, punto a punto, PVC, entre otras. Este simulador es muy poderoso capaz de soportar cualquier tipo de redes de comunicaciones. El eNSP es fácil de instalar ya que todos los programas que necesita se encuentran en un solo paquete de instalación, además está en constante actualización y periódicamente se pueden encontrar versiones más recientes y con nuevas funcionalidades, a su vez permite la comunicación entre redes virtuales con redes reales por lo que puede capturar los paquetes que pasan por enlaces virtuales y escribir los resultados de la captura en archivos que pueden ser interpretados por la aplicación Wireshark.. 2.2 Requerimientos del sistema. El software del eNSP puede ser instalado sobre la plataforma de Windows en sus respectivas versiones, los requerimientos básicos se especifican en las tabla 2.1. Artículo. Requerimientos mínimos. Configuración recomendada. Configuración expandida. CPU. Dual-core 2.0 GHz. Dual-core 2.0 GHz. Dual-core 2.0 GHz. Memoria(GB). 2. 4. 4 + n (n > 0). Espacio libre en el disco (GB). 2. 4. 4. Sistema operativo Máximo número de dispositivos a conectar en una red. Windows XP, Windows XP, Windows Windows XP, Windows Server 2003, Windows Server 2003, Server 2003, Windows Windows 7 Windows 7 7. 10. 24. 24 + 10*n. Tabla 2.1 Requerimientos para la configuración del sistema. Cada dispositivo virtual en el eNSP necesita usar algunos recursos por lo que cada computadora apoya un número diferente de dispositivos virtuales basado en la. 23.

(35) configuración. En la tabla 2.1 “n” es un número entero que indica el tamaño de memoria aumentada, y el número máximo de dispositivo a conectar en una red de computadoras según el tamaño de memoria, no excediendo nunca el número de 50.. 2.3 Instalación del eNSP. Este software tiene implícito el VirtualBox el cual es una ventaja para los estudiantes ya que pueden tomar el eNSP para confeccionar con más facilidad los laboratorios, además se usan para visualizar los router y switchs principalmente, trata de recrear lo mas semejante posible a los equipos en cuestión, por otra parte otro elemento fundamental en su instalación es el Wireshark. La herramienta de software Wireshark (WS) ha sido desarrollada por la firma de su mismo nombre, construida utilizando Microsoft Visual C++ y es de Fuente Abierta (Open Source Software released under the GNU General Public License). Para ello puede consultar cualquier información en el sitio http://www.wireshark.org. La misma es muy útil también para el aprendizaje y comprensión de las redes de comunicaciones y computadoras. Pero sin embargo la misma también se ha convertido en una herramienta profesional imprescindible para cualquier administrador de red, dado que como ella misma dice en sus últimas versiones “Es el Analizador de Protocolos más popular del mundo” (The World's Most Popular Network Protoco Analyzer). [21] Por todo lo expuesto se puede decir que el eNSP permite realizar diseños de alta calidad y topologías de redes complejas. Para utilizar cualquier software de simulación de redes, primeramente deben ser instalados en sus PCs, a continuación se describirán los pasos para el proceso de instalación del la herramienta eNSP: 1. Instalar en la PC el driver “Microsoft Visual C++.2013”. 2. Escoger el idioma cuando se ejecute el instalador como se muestra en la figura 2.1.. Figura 2.1 Elección del idioma. 24.

(36) 3. Selección del destino de la carpeta en donde se instalará el eNSP, principalmente por defecto lo hace en C: y a la carpeta se le pone el mismo nombre del Software en este caso (eNSP), luego da la opción de crear un acceso directo en el escritorio. 4. Se escogen los programas que requieren ser instalados para el funcionamiento del mismo, en este caso los más utilizados son el VirtualBox y Wireshark que se usan para ejecutar los router y la captura de paquetes. 5. Seguidamente pone por defecto los datos que se han registrado anteriormente para comenzar la instalación, como son el destino de la carpeta y los diferentes iconos como en el escritorio y en el menú inicio. 6. Cuando termina la instalación del eNSP automáticamente procede a instalar el programa Wireshark como se observa en la figura 2.2, si ya está instalado en su PC puede cancelar su instalación.. Figura 2.2 Elección de la instalación del Wireshark. 7. Por defecto se le agrega las licencias del Wireshark 1.4.3 (32- bit) y luego se escoge los componentes que usted quiere instalar. 8. Seguidamente se seleccionan los iconos de acceso directo en menú inicio o en el escritorio al igual que las extensiones de archivos asociados. 9. Se escoge donde se guardará la carpeta del archivo Wireshark la cual requiere un espacio de 81.5 MB y disponible de 10.0 GB 10. Y finalmente se procede a su instalación. 11. Cuando se termina la instalación del Wireshark se procede automáticamente a instalar el Oracle VM VirtualBox 4.2.8, al igual que al instalar el Wireshark en caso de tenerlo instalado ya en su PC puede cancelar la instalación. 25.

(37) 12. Luego se escoge la localización donde se creará la carpeta del VirtualBox, se debe escoger “VirtualBox Application” ya que solo requiere 124 MB de espacio libre en el disco duro y las demás versiones utilizan 640 KB. Ver figura 2.3.. Figura 2.3 Ventana de localización y elección del VirtualBox. 13. Seguidamente se escogen los formularios a usar y por último se procede a la instalación del VirtualBox como se muestra en la figura 2.4.. Figura 2.4 Ventana de fin de la instalación. 14. Al finalizar la instalación del VirtualBox quedará instalado el eNSP en su PC.. 2.4 Interfaz principal y su menú. Cada simulador de red tiene una interfaz principal la cual muestra los componentes que se van a utilizar posteriormente en la tarea a realizar. Después de que se abra el eNSP, se despliega una página de guía para ayudar al usuario a usar el eNSP, como se muestra en la figura 2.5.. 26.

(38) Figura 2.5 Pagina de guía del eNSP. En la figura 2.5 se muestra en la parte superior derecha los botones de atajo (New, Open) para abrir o crear una nueva topología, en (Examples) les permite ver ejemplos de topologías comunes que trae consigo el simulador en cuestión, en reciente (Recent) al centro de la figura despliega los nombres de archivos de las topologías previamente vistos por el usuario. Por último está (Learn) que les permite a los estudiantes aprender a usar el eNSP de una forma más fácil. 2.4.1 Introducción a la interfaz principal. El simulador eNSP está basado en una serie de dispositivos los cuales permiten diseñar y configurar modelos de red, nodos y procesos en las topologías de red que se van a simular con este programa. En este epígrafe se describen las funciones de la interfaz principal del simulador eNSP que se muestra en la figura 2.6.. Figura 2.6 Interfaz principal del eNSP. Ventana capturada por: Autor. 27.

(39) Esta interfaz contiene 5 componentes principales como es el menú principal (1) el cual proporciona los submenús de archivo, revisar, vista, herramientas y ayuda. Además en el mismo encontrará otras opciones como abrir una muestra, salir del programa, reciente, copiar, pegar, empezar y detener el dispositivo, captura de paquetes entre otros. Otro componente es la barra de herramienta principal (2), esta barra proporciona las herramientas más comunes a usar en la creación, configuración y simulación de una topología, algunas de sus funcione son, mostrar toda la interfaz, abrir todo el CLI, datos de la captura, anular todas las líneas etc. (Ver anexo 2.1). En el área de los dispositivos de red (3) podemos encontrar los dispositivos y conexiones disponibles, en esta área es en donde usted escoge qué tipo de dispositivo va a usar en la red y qué conexiones necesita, los modelos de dispositivos y cables de red varían según el tipo de dispositivos que se vayan a usar, (Ver Anexo 2.2) y (Anexo 2.3). El área de trabajo (4) permitirá crear una topología, en esa área creará su red y verá toda la información que necesite para realizar la simulación y en el área de interfaz del dispositivo (5) se encuentran desplegados la descripción de los dispositivos e interfaces que se han conectado en la topología. 2.4.2 Área de interfaz del dispositivo. En esta área usted puede hacer doble clic o puede arrastrar la lista de la interfaz principal y desplegar una topología grande en el área de trabajo o puede hacer doble clic o arrastrar la lista de la interfaz a la posición original. Los indicadores de colores que aparecen en cada uno de los dispositivos y las interfaces significan el estado del mismo, cuando la interfaz está en rojo es que al dispositivo no se ha encendido, cuando está en verde significa que el dispositivo esta encendido y cuando está en azul indica que hay una captura de paquetes en esa interfaz como se muestra en la figura 2.7.. Figura 2.7 Indicador de colores de cada interfaz. 28.

(40) A la vez usted puede empezar o detener un dispositivo pulsando el botón derecho en el nombre del mismo y puede empezar o detener la captura de un paquete de una interfaz pulsando el botón derecho en el nombre de la interfaz, ver figura 2.8 y 2.9. Sólo pueden capturarse los paquetes cuando la interfaz es física. Cuando la interfaz se configura para capturar los paquetes se despliega en azul el área de interfaz del dispositivo.. Figura 2.8 Encender el dispositivo.. Figura 2.9 Iniciar captura de paquete.. 2.5 Uso del eNSP. En este epígrafe se describirán algunos de los funcionamientos más comunes del eNSP indicando los pasos a seguir para la creación de una topología, la captura de paquetes, configuración del cliente y servidor entre otras. Además el eNSP permite realizar topologías complejas, una de las funciones son, el almacenamiento de la topología y de la configuración efectuada en los router emulados se hacen en archivos diferentes. La topología se guarda en un archivo .topo y la configuración de los router emulados se guardan en archivos .cfg, los cuales abiertos con un editor de texto, muestran los comandos realizados en el router de la misma forma que se pueden encontrar en un router real. 2.5.1 Crear una topología. Todas las simulaciones de red están basadas en topologías que pueden ser de mayor o menor tamaño y diferentes complejidades, a continuación se describen los pasos para crear una topología simple con un switch y dos PCs después de iniciar el cliente del eNSP. 29.

(41) 1. Agregue un switch y dos PCs al área de trabajo. Seleccione el conmutador en el área de tipo de dispositivo. Establecer el modelo S5700. Haga clic en el área de trabajo o arrastre el dispositivo hacia la misma. Repita los pasos anteriores para agregar las dos PCs, usted puede agregar más dispositivos para preparar una red de gran potencia. El sistema proporciona la descripción predefinida sobre cada dispositivo que usted puede cambiar, puede hacer clic en “text” para agregar la descripción en el área de trabajo 2. Para conectar el switch con las PCs use los cables de red. Seleccionar el tipo de conexión en el área de tipo de dispositivo En este caso escogemos “Auto”. Para conectar los dispositivos de clic en el switch y luego en una de las PC, haga lo mismo para conectar la otra PC al Switch. Cuando se termina la conexión se da clic derecho o se presiona ESC para anular la ejecución. 3. Encender los dispositivos seleccionando “Start Device” en el área de trabajo, en la figura 2.10 se muestra la topología resultante.. Figura 2.10 Escenario del eNSP con un conmutador Ethernet y 2 PC. Ventana capturada por: Autor. 30.

(42) 4. Para configurar el switch de doble clic encima del mismo y se despliega el CLI en el cual se realizara la configuración principal a través de comandos. 5. Para salvar la topología se da clic en “save” en la barra de herramienta principal. 2.5.2 Realizando pruebas de datos. A todas las topologías que se pretenden simular se le deben hacer las pruebas pertinentes para ver si la red creada puede realizar los funcionamientos comunes en las diferentes PCs, basándonos en la topología anterior podemos proceder de la siguiente manera: 1. Se hace clic en “open” en la barra de herramienta principal para abrir la topología creada, para este caso utilizamos la anterior. 2. Para iniciar todos los dispositivos damos clic en “Start Device”.. 3. Para configurar las direcciones IP y la máscara de las PCs solo hay que hacer doble clic en ellas y en la página que se despliega en la opción “Basic Config” se le ponen las direcciones IP, en este caso para el CLIENT1 192.168.1.2 con mascara 255.255.255.0, y al CLIENT2 192.168.1.3 porque las direcciones no pueden ser duplicadas en ninguna red y se le pone la misma mascara. Nuestra red quedaría como se muestra en la figura 2.11.. Figura 2.11 Escenario del eNSP con un conmutador Ethernet y 2 PC. Ventana capturada por: Autor. 31.

(43) 4. Finalmente se da doble clic en una de las PCs (CLIENTE1) en el área de trabajo, se escoge la opción “Command” y se le da ping a la dirección IP de la otra PC (CLIENTE2), y el comando muestra con éxito el resultado obtenido, ver figura 2.12.. Figura 2.12 Resultado obtenido. 5. Por último se salva la topología configurada en “save”. 2.5.3 Captura de paquetes. En la captura de datos se pueden capturar y analizar los paquetes que pasan por interfaces Ethernet o serie de la topología creada. El eNSP integra la capacidad de capturar los paquetes mediante la herramienta Wireshark, la misma es muy usada en los procesos de simulación para estos fines, a continuación se le mostrará el procedimiento para realizar la operación. 1. Iniciar el cliente del eNSP. 2. Seleccionar “Open” en la barra de herramientas para abrir la topología creada. 3. Seleccionar “Start Device” en la barra de herramientas para encender todos los dispositivos. 4. Seguidamente se da clic derecho encima del switch, se escoge “Capture Data” en el menú desplegado y se selecciona una interfaz para que el Wireshark comience a capturar paquetes como se observa en la figura 2.13.. 32.

(44) Figura 2.13 Escenario del eNSP con un conmutador Ethernet y 2 PC. Ventana capturada por: Autor 5. Realizar un ping de la PC que capta los paquetes para la otra PC. Observe la captura obtenida con la ayuda del programa Wireshark. También se puede enviar un paquete de Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP) y observar el paquete capturado. 6. Para dejar de capturar paquetes, realizar clic derecho en el conmutador, escoger “Capture Data” en el menú desplegado, y reelegir la misma interfaz antes seleccionada. 7. Salvar la topología en “save” y abandonar el programa. 2.5.4 Como usar el dispositivo de la nube. La nube en el eNSP representa el ambiente de red de informática construido a través de varias tecnologías de red. La nube apoya tres funciones incluyendo la cartografía entre los dispositivos de emulación del eNSP, comunicación entre las tarjetas de interfaz de red (NICs) y los dispositivos de emulación, y la comunicación entre los dispositivos y los programas externos a través de los puertos UDP abiertos. A continuación se describe el uso de estas tres funciones.. 33.

(45) La primera función mencionada es establecer la cartografía entre los dispositivos de emulación del eNSP, pasos para su configuración: 1. Abra el cliente del eNSP. 2. Agregue la nube en el área de trabajo, 3. Pulse doble clic en el icono de la nube para abrir la ventana de configuración de la misma. 4. Crea un puerto UDP como se muestra en la figura 2.14 En el área de “Port Building” se selecciona en “Port Type” el tipo de puerto a utilizar para conectarse con la nube, para este caso es Ethernet. Se selecciona UDP en “BindingInfo”. Luego se da clic en “ADD”.. Figura 2.14 Ventana de configuración de la nube. No seleccione “Public UDP Port” cuando cree el puerto UDP en “BindingInfo”. 5. En “Port Map Setting” configure el puerto creado. Seleccione Ethernet en “Port Type”. Seleccione los números en “Local Port Num” y “Remove Port Num”, si puso un 1 en el primero y un 2 en el segundo la nube computa los datos a través del puerto 1 y los transmite a través del puerto 2. Luego selecciona “Two-way Channel”. La cartografía inversa también se agrega.. 34.