IP (INTERNET PROTOCOLO)

47 En las figura N°15 se observa la topología de la red en estrella que está conformado por 8 computadoras conectados a un dispositivo central.

2.2.16.4 ARQUITECTURA DE REDES

Como ya hemos estudiado una red esta compuestas por muchos componentes todos ellos diferentes, recordemos tarjetas, cables conectores, HUB y PC y como también decíamos que todos deberían hablar el mismo idioma para entenderse hemos visto los protocolos de comunicación entre ellas. Pues bien los tres estándares más generalizados de arquitectura de red son Arcnet, Ethernet y Token Ring, estos estándares están respaldados por el organismo IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) Arcnet es un estándar del ANSI (Instituto Nacional de Estándares Americanos).

2.2.16.5 REDES ETHERNET

Esta arquitectura es el estándar IEEE 802.3 es el estándar más popular de LAN se conoce como 802.3 Emplea una topología lógica de bus y una topología física de estrella o de bus, como hemos dicho en el punto anterior que su velocidad es de 10 Mbps, utiliza el método de transmisión (CSMA/CD) Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones.

2.2.16.6 REDES TOKEN RING

Es el estándar IEEE 802.5 creado por la firma IBM, este estándar acepta velocidades de 4 Mbps, o 16 Mbps. Aquí se emplea una topología lógica de anillo y una topología física de estrella, cada PC se conecta mediante u cable a un HUB central llamado unidad de acceso multi estaciones (MAU). Dato que cada nodo Token Ring examina y luego retransmite cada token (señal), esto hace que si hay en la red un nodo con mal funcionamiento puede hacer que la red no funcione.

Este tipo de arquitectura de red es aconsejable en aquellas redes con un tráfico muy intenso.

48 IP, La IP establece igualmente una jerarquía dentro de la red, nunca podrá existir dentro de una misma red dos dispositivos con un mismo número de IP. Ya que una de la finalidad de dicha IP es identificar de forma univoca cada interfaz de la red, por lo tanto la IP es única para cada PC, Impresora etc. Lógicamente este tipo de identificación lo usaran las redes basadas en el protocolo IP (Internet Protocol) que corresponde, como hemos estudiado a la capa tres llamada Internet o de red del protocolo TCP/IP.

2.2.17.1 IP DINÁMICA

IP Dinámica la utilizada generalmente en los Hogares, existe un router que mediante un su servidor de DHCP (Dinamic Host Configurations Protocol) que se encarga entre otras cosas, como veremos más adelante en ir asignando una IP a cada elemento que se va conectando, que al ser apagado y ser vuelto a conectar la asignara la que le corresponda en ese momento, es decir la IP es cambiante o Dinámica.

Otro ejemplo es para conectarnos a Internet necesitamos de una IP, cada vez que entramos y esto no lo nota el usuario se asigna una IP al desconectarnos la perderíamos, y al entrar nuevamente nos asignaría otra luego la IP es también cambiante o Dinámica.

2.2.17.2 IP FIJA

A veces un usuario por una determinada razón necesita o quiere tener una IP fija, caso de las grandes Empresas, o como les digo un simple usuario, en este caso deberá contratar con la Empresa que le suministra el Servicio de ADSL una IP. Fija, este tipo de IP lleva un coste adicional, pero casi todas las compañías están en disposición de hacerlo. Al contratar este Servicio nuestra IP ya no cambiaría cada vez que entremos en Internet, de ahí que tome el nombre de IP Fija.

2.2.18 IP PRIVILEGIADA E IP PÚBLICA

No debe confundirse en ninguno de los casos, tanto en la Dinámica como en la FIJA los términos privado y público. En un entorno de red, por ejemplo de un hogar con tres ordenadores en red con salida a Internet todos ellos la IP a cada PC podríamos asignarla nosotros, cumpliendo una serie de normas que ya estudiaremos, y esas IP a nivel privado no cambiarían, pero al salir a Internet, hay se le asignaría en cada momento una IP publica y variable en cada entrada,

49 cuando queremos evitar este cambio y salir siempre con la misma IP es cuándo tendremos que tener una IP Fija.

2.2.19 DIRECCIÓN MAC

En las redes la dirección MAC (Media Access Control Address o (dirección de control de acceso medio) es un identificador de 48 bits (6 bytes) que corresponde de forma única a una tarjeta o interfaz de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada y configurada por el IIEE. No todos los protocolos de comunicación usan direcciones MAC, y no todos los protocolos requieren identificadores globalmente únicos. (CCNA, 2007)

Las direcciones MAC son únicas a nivel mundial, puesto que son escritas directamente, en forma binaria, en el hardware en su momento de fabricación.

La dirección. Se conoce también como la dirección física en cuanto identificar dispositivos de red.

2.2.20 MASCARA DE RED

Es la combinación de bits que se usa para identificar qué parte de una dirección se refiere a la red o subred y qué parte se refiere al host. Esto permite que el protocolo de comunicaciones conocido como TCP/IP, pueda saber si una dirección IP asociada a un ordenador, pertenece a una red u a otra.

2.2.21 DNS

Domain Name System (DNS) es una base de datos distribuida y jerárquica que almacena información asociada a nombres de dominio en redes como Internet.

Aunque como base de datos el DNS es capaz de asociar diferentes tipos de información a cada nombre, los usos más comunes son la asignación de nombres de dominio a direcciones IP y la localización de los servidores de correo electrónico de cada dominio.

2.2.22 PUERTA DE ENLACE O GATEWAY

Una puerta de enlace o gateway es un equipo o elemento que perteneciendo a la red está configurado para dotar a los PC que integran dicha red puedan salir al exterior, generalmente realizando para ello operaciones de traducción de direcciones IP (NAT: Network Address Translation). A esta capacidad de traducción de direcciones permite aplicar una técnica llamada IP masqueradin (enmascaramiento de IP), usada muy a menudo para dar acceso a Internet a los equipos de una red de área local compartiendo una única conexión a Internet, y

50 por tanto, una única dirección IP externa o podría decirse una dirección pública.

Generalmente un gateway, o puerta de enlace, es un router, aun cuando esa función la podría hacer igualmente un PC. A la dirección IP de ese router o PC es a lo que se le denomina puerta de enlace.

2.2.23 RED WIFI

Otro medio de conducción de datos era mediante ondas electromagnéticas u ondas de radio frecuencia, entramos en este caso en las redes wifi o wireless.

En este caso como decimos no existen cables la unión se hace mediante ondas de radio, por lo que necesitamos de un emisor, generalmente un router dotado de esta posibilidad y en el otro lado un receptor de la señales emitidas por dicho router, bien sea una tarjeta de red inalámbrica o un adaptador USB capaz de recibir las citadas señales.

2.2.24 ESTÁNDARES DE RED

Es un acuerdo común que se estableció para que la comunicación se lleve a cabo y para que los diferentes fabricantes o desarrolladores de tecnología se fundamentaran en esto para su trabajos y de esta forma se garantizara la operatividad de la red.

2.2.23.1 IEEE 802.11

La especificación IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) es un estándar internacional que define las características de una red de área local inalámbrica (WLAN).Wi-Fi(que significa "Fidelidad inalámbrica",). El estándar 802.11 establece los niveles inferiores del modelo OSI para las conexiones inalámbricas que utilizan ondas electromagnéticas.

2.2.23.2 IEEE 208.11G

Utiliza la banda 2.4Ghz opera a una velocidad máxima de 54mbit/s que en promedio es de 22.0mbit/s de velocidad real de transferencia.

También cuenta con comunicaciones que alcanzan de hasta 50km con antenas parabólicas o equipos de radio apropiados.

2.2.25 MIKROTIK ROUTERS

Se toma esta decisión ya que estos equipos brindan seguridad, flexibilidad y son muy económicos, lo cual es un gran beneficio para la empresa ya que la red es de un tamaño considerable. El RouterOS es un sistema operativo y software que convierte a una PC en un ruteador dedicado, bridge, firewall, controlador de

51 ancho de banda, punto de acceso inalámbrico, por lo tanto puede hacer casi cualquier cosa que tenga que ver con las necesidades de red, además de ciertas funcionalidad como servidor. El software RourterOS puede ejecutarse desde un disco IDE memoria tipo FLASH. Este dispositivo se conecta como un disco rígido común y permite acceder a las avanzadas características de este sistema operativo.

2.2.24.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

 El sistema operativo es basado en el kernel de linux y es muy estable

 Puede ejecutarse desde discos IDE o módulos de memoria flash

 Diseño modular

 Módulos actualizables

 Interfaz gráfica amigable

2.2.24.2 CARACTERÍSTICAS DE RUTEO

 Políticas de enrutamiento. Ruteo estático o dinámico.

 Bridging, protocol spanning tree, interfaces multiples bridge, firewall en bridge.

 Servidores y clientes: DHCP, PPPoE, PPTP, PPP, Relay de DHCP.

 Cache, web-proxy y DNS

 Gateway de HotSpot

 Lenguaje interno de scripts

2.2.24.3 CARACTERÍSTICAS DE ROUTEROS Filtrado de paquetes por:

 Origen y IP de destino

 Protocolos y puertos

 Contenidos (seguimiento de conexiones P2P)

 Puede detectar ataques de denegación de servicio (DoS)

 Permite solamente cierto número de paquetes por periodo de tiempo.

52 2.2.24.4 CALIDAD DE SERVICIO

 Tipos de colas (RED, BFIFO, PFIFO, PFIFO, PCQ)

 Colas simples

 Arboles de colas

2.2.24.5 INTERFACE DEL ROUTEROS

 Ethernet 10/100/1000 Mbit

 Inalámbrica (Atheros, Prism, CISCO/Airones)

 Punto de acceso o modo estación/cliente

 Síncronas: V35, E1, Frame Relay.

 Asíncronas: Onboard serial, 8-port PCI

 ISDN

 xDSL

 Virtual LAN (VLAN)

2.2.24.6 HERRAMIENTAS DE MANEJO DE RED

 Ping y traceroute

 Medidor de ancho de banda

 Contabilización de tráfico

 SNMP

 Torch

 Sniffer de paquetes

2.3 MODELO APLICATIVO

2.3.1 METODOLOGÍA DE DISEÑO DE RED TOP DOWN

El diseño de red Top-Down es una disciplina que creció del éxito de la programación de software estructurado y el análisis de sistemas estructurados.

El objetivo principal del análisis de sistemas estructurado es representar más exacto las necesidades de los usuarios, que a menudo son lamentablemente ignoradas. Otro objetivo es hacer el proyecto manejable dividiéndolo en módulos que pueden ser más fácil de mantener y cambiar.

El diseño de red Top-Down es una metodología para diseñar redes que comienza en las capas superiores del modelo OSI antes de mover a las capas inferiores. Esto se concentra en aplicaciones, sesiones, y transporte de datos antes de la selección de routers, switches, y medios que funcionan en las capas inferiores.

53 El proceso de diseño de red top-down incluye exploración divisional y estructuras de grupo para encontrar la gente para quien la red proporcionará servicios y de quien usted debería conseguir la información valiosa para hacer que el diseño tenga éxito. (Top Down, 2011)

2.3.2 CICLO DE VIDA DEL DESARROLLO DE SISTEMAS

Cuando se refiere a proyectos informáticos, especialmente en redes, generalmente se habla de sistemas que se desarrollan y continuarán existiendo durante un cierto periodo de tiempo llamado Ciclo de Vida del Desarrollo del Sistema o mejor conocido como SDLC (Systems Development Life Cycles)

Los sistemas siguen un ciclo de fases donde generalmente son planeados, creados, probados y optimizados. En Top Down el diseño de red es dividido en cuatro fases principales que se ejecutaran en forma cíclica.

Partes que corresponden a las fases principales del diseño de la red

 Análisis de requerimientos

 Diseño lógico de la red

 Diseño físico de la red

 Probar optimizar y documentar el diseño

Figura N°16. Probar Optimizar y Documentar el Diseño Fuente: Top Down NetworkDesign

Elaboración: Top Down

54 En la figura N°16 se observa el diseño de red teniendo en cuenta las cuatro fases, requerimientos, desarrollo de diseño lógico, desarrollo de diseño físico y probar, optimizar, y documentar el diseño, por último se da implementación y monitoreo del rendimiento de la red.

2.3.2.1 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS

En esta fase se entrevista a los usuarios y personal técnico para comprender las metas comerciales y metas técnicas para un nuevo sistema o mejorarlo.

 Análisis de objetivos de negocio y limitaciones

 Análisis de objetivos técnicos

 Caracterización del internetwork existente

 Caracterización del tráfico de red

2.3.2.2 DISEÑO LÓGICO DE LA RED

En esta fase se diseñará una topología lógica para la nueva red o el mejoramiento de la que se tiene, el direccionamiento de la capa de red, la asignación de nombres y los protocolos de switching y routing. Incluye el plan de seguridad, diseño del manejo de red, y la investigación inicial en la cual los proveedores de servicio pueden reunir los requisitos de WAN y de acceso remoto.

 El diseño de una topología de red

 Diseño de modelos de dirección y de nombres

 Selección de protocolos de enrutamiento y conmutación

 Desarrollando estrategias de seguridad de red

 Desarrollo de estrategias de gestión de la red

2.3.2.3 DISEÑO FÍSICO DE LA RED

Durante esta fase se selecciona tecnologías específicas y productos para realizar el desarrollo lógico. También, la investigación de proveedores de servicio que se empezó durante la fase de desarrollo de diseño lógico, debe completarse durante esta fase.

55 2.3.2.4 PROBAR, OPTIMIZAR Y DOCUMENTAR EL DISEÑO

Se debe escribir e implementar un plan de pruebas, construir un prototipo o un piloto, optimizar el diseño y documentar el trabajo con una propuesta de diseño de red.

 Pruebas de diseño de red

 Optimización de diseño de red

Todas las fases del diseño se repiten con retroalimentación del usuario y el monitoreo de la red, además de sugerencias, mejoras o necesidades de nuevas aplicaciones.

2.3.3 PLAN, DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN, OPERACIÓN, OPTIMIZACIÓN (PDIOO) DE LA RED

El PDIOO es un grupo de fases que enseña Cisco Systems. No importa que se siga estrictamente este ciclo de vida, lo importante es que el diseño de red debe lograrse de una manera estructurada, planeada y modular; la retroalimentación de los usuarios de la red operacional deben alimentarse nuevamente en los nuevos proyectos para mejorar y rediseñar la red. (Top Down, 2011)

 Plan: Se identifican los requerimientos de la red. Esta fase también incluye un análisis de áreas dónde la red será instalada e identifica a los usuarios que requerirán los servicios de red.

 Diseño: Los diseñadores de la red ejecutarán el volumen del plan lógico y físico, según requisitos recogidos durante la fase del plan.

 Implementación: Después de que el diseño haya sido aceptado, la implementación empieza. La red se construye según las especificaciones del plan. La implementación también sirve para verificar el diseño.

 Operación: La puesta en operación es la prueba final de la efectividad del diseño. La red se monitorea durante esta fase para el rendimiento de los problemas y cualquier falta, para dar lugar a la entrada en la fase de optimización de la red.

 Optimización: La fase de optimización está basada en la administración proactiva de la red que identifica y resuelve los problemas antes de que sucedan. La optimización puede llevar a un rediseño de la red si los problemas se dan debido a los errores del diseño o cuando el rendimiento de la red se degrada con el tiempo. El

56 rediseño también puede pedirse cuando los requerimientos cambian significativamente.

 Retiro: Cuando la red, o una parte de la red, está desactualizada, puede sacarse de producción. Aunque el Retiro no está incorporado en el nombre del ciclo de vida (PDIOO), es no obstante una fase importante.

Figura N°17. Diseño de Implementación, Operación, Optimización de la Red Fuente: Top Down NetworkDesign

Elaboración: Top Down

En la figura N°17 se observa el diseño de Cisco Systems para desarrollar la implementación, operación, optimización de la red, con este modelo podemos tener una red estructurada planeada y modular.

2.4 MARCO CONCEPTUAL

 DSL (Digital Subscriber Line): Es una familia de tecnologías que proporcionan el acceso a Internet mediante la transmisión de datos digitales a través de los cables de una red telefónica local. (Monografias, 2016)

 FTP (File Transfer Protocol): En informática, es un protocolo de red para la transferencia de archivos entre sistemas conectados a una red TCP, basada en la arquitectura cliente-servidor. (CCM, 2016)

 HTTP (HyperText Transfer Protocol): Este protocolo opera por petición y respuesta entre el cliente y el servidor. A menudo las peticiones tienen que ver con archivos, ejecución de un programa, consulta a una base de datos (CCNA, 2007)

57

 ICMP (Internet Control Message Protocol): Es el sub protocolo de control y notificación de errores delProtocolo de Internet (IP). Como tal, se usa para enviar mensajes de error, indicando por ejemplo que un servicio determinado no está disponible o que un router o host no puede ser localizado (CCM, 2016)

 IEEE (Electrical and Electronics Engineers): Es una asociación mundial de ingenieros dedicada a la estandarización y el desarrollo en áreas técnicas. Con cerca de 425 000 miembros y voluntarios en 160 países, es la mayor asociación internacional sin ánimo de lucro formada por profesionales de las nuevas tecnologías (CCNA, 2007)

 IETF (Internet Engineering Task Force): Es una organización internacional abierta denormalización, que tiene como objetivos el contribuir a la ingeniería de Internet, actuando en diversas áreas, como transporte, encaminamiento, seguridad. (CCM, 2016)

 IP (Internet Protocol): Se trata de un estándar que se emplea para el envío y recepción de información mediante una red que reúne paquetes conmutados. El IP no cuenta con la posibilidad de confirmar si un paquete de datos llegó a su destino. (CCNA, 2007)

 LAN (Local Área Network): Es una red de computadoras que abarca un área reducida a una casa, un departamento o un edificio. (CCNA, 2007)

 MAN (Metropolitan Área Network): Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión. (CCNA, 2007)

 OSI (Open Systems Interconnection): Es un modelo o referente creado por la ISO para la interconexión en un contexto de sistemas abiertos. Se trata de un modelo de comunicaciones estándar entre los diferentes terminales y host.

(CCNA, 2007)

 PDU (Unidades De Datos De Protocolo): Se utilizan para el intercambio de datos entre unidades disparejas, dentro de una capa delmodelo OSI. (CCNA, 2007)

 PPP (Point To Point Protocol): Diseñado para permitir el acceso de cualquier computadora a la red Internet (grande o pequeña). Este protocolo realiza detección de errores, reconoce múltiples protocolos de niveles superiores, permite la verificación de la autenticidad de los mensajes (CCNA, 2007)

 RDSI (Digital de Servicios Integrados): La UIT-T define como la red que procede por evolución de la Red Digital Integrada y que facilita conexiones digitales extremo a extremo para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos. (CCM, 2016)

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 SNMP (Protocolo Simple De Administración De Red): Es un protocolo que les permite a los administradores de red administrar dispositivos de red y diagnosticar problemas en la red. (CCM, 2016)

 TCP (Transmission Control Protocol ): Es uno de los protocolos fundamentales en internet, muchos programas dentro de una red de datos compuesta por redes de computadoras, pueden usar TCP para crear

“conexiones” entre sí a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos.

(CCNA, 2007)

 Torch (detalles de consumo de usuarios):La herramienta torch se utiliza para ubicar puertos e Ips que utilizan los juegos nuevos (que luego de ubicados los utilizo en el calidad de servicio), con esta herramienta sabemos cuánto consume cada juegos y nos ayudaría a proyectar el ancho de banda necesario por cada usuario. (Mikrotik, 2016)

59

CAPÍTULO III

INTERVENCIÓN METODOLÓGICA

Este capítulo se describe la realización de la inversión metodológica, esta comienza con los requerimientos de la empresa Consorcio Rio Mantaro en la cual se fijara las metas del negocio, caracterización de la red existente y protocolos existentes, para luego diseñar una topología de red seleccionando los protocolos de conmutación, pasando a la elaboración de diseño físico de la red el cual nos permitirá seleccionar la tecnologías y dispositivos de la red para una buena administración del consumo de internet, como último se realizaran pruebas para verificar el consumo de internet.

3.1 DESCRIPCIÓN DE PROBLEMA

El Consorcio Rio Mantaro, es una organización cuyo objetivo es construir el proyecto Hidroeléctrico Cerro del Águila, la cual desarrolla cierto número de actividades basadas en las áreas de apoyo, estas áreas están regidas por diferentes actividades que conlleven a garantizar la correcta elaboración de los procesos de producción para así poder llegar al objetivo en común.

El personal cuenta con el uso de herramientas de sistemas de información con el propósito de poder optimizar su trabajo, sin embargo el área de informática no cuenta con una eficiente distribución del servicio de internet, generando así que los sistemas de información sean más lentos debido al excesivo consumo de ancho de banda, generando así las quejas de los usuario de cada área, para optimizar los niveles de consumo de internet se implementara políticas de acuerdo a la necesidad de cada área y de cada usuario.

In document UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU (página 62-67)