RED LAN PARA EL CENTRO LOCAL AMAZONAS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA VICERECTORADO ACADÉMICO ÁREA DE INGENIERÍA CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS RED LAN PARA EL CENTRO LOCAL AMAZONAS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA ALUMNO: JUAN PABLO ORJUELA C.I. E TUTOR ACADÉMICO: ING. ENEIDA AZUAJE C.I. V TUTOR EMPRESARIAL: ING. ARMANDO ESPINOZA C.I. V Puerto Ayacucho, Octubre de 2010

2 ÍNDICE GENERAL DEDICATORIA.. II AGRADECIMIENTO... III ÍNDICE.... IV LISTA DE FIGURAS.. X LISTA DE TABLAS... XI LISTA DE CUADROS.... XI RESUMEN.. XII INTRODUCCIÓN.. 1 CAPITULO I.. 3 EL PROBLEMA I.1 Planteamiento del problema I.2 Objetivos.. 8 I.2.1 Objetivo General I.2.2 Objetivos Específicos I.3 Justificación.. 9 I.4 Alcance CAPITULO II MARCO TEÓRICO II.1 Descripción de la Institución.. 13 II.1.2 Historia de la Institución.. 13 II.1.3 Misión de la Institución II.1.4 Visión de la Institución II.1.5 Estructura de la Institución II.2 Bases Teóricas II.2.1 Internet. 18 II.2.2 Protocolos IV

3 II.2.3 Servicios Provistos al Usuario.. 22 II.2.4 TCP/IP Sockets II.2.5 Subredes II.2.6 Redes Virtuales II.2.7 Red de Computadoras.. 29 II.2.8 Red de Área Local II Hardware II Software II.2.9 Red de Área Local Cableada 36 II Hardware II Cableado Estructurado II Normativa II Partes del Cableado Estructurado.. 45 II Cableado Horizontal II Software CAPITULO III.. 56 MARCO METODOLÓGICO III.1 Tipo de Investigación III.2 Metodología de la Investigación.. 56 III.3 Área de Investigación III.4 Técnica de Recolección de Datos III.5 Técnica de Análisis de Datos III.6 Metodología para el desarrollo de la Red.. 59 III.7 Fases de la Investigación CAPITULO IV DESARROLLO DE LA SOLUCION V

4 IV.1 Fase I: Identificación del Problema.. 64 IV.1.1 Metas a Lograr IV.1.2 Restricciones de Negocio IV.1.3 Alcances Técnicos. 65 IV.1.4 Restricciones Técnicas IV.1.5 Servicios y Aplicaciones Planificadas IV.2 Fase II: Análisis del Sistema Actual IV.2.1 Infraestructura de la Red IV.2.2 Identificación y Evaluación de los Dispositivos de Red Actuales 70 IV.2.3 Evaluación de las Placas de Red IV.2.4 Inventario Software - Hardware IV.2.5 Caracterización del Cableado y los Medios de Transmisión IV.2.6 Análisis de la Evaluación de los Equipos IV.2.7 Direcciones IP y Nombre de los Equipos IV.2.8 Verificación del Estado de la Red IV.3 Fase III: Diseño de la topología y de los servicios de red IV.3.1 Selección del tipo de Arquitectura de Red IV.3.2 Selección de la Topología de Red y Tecnología de Red IV Selección de la Topología de Red IV Selección de la Tecnología de Red IV.3.3 Selección del Medio de Comunicación IV.3.4 Diseño Lógico de la Red IV Diseño del Protocolo de Red IV Diseño de Direcciones Lógicas IV La Infraestructura de Enrutamiento IV.3.5 Diseño Físico de la Red VI

5 IV Determinación de los Dispositivos de Interface para la Red IV Grupo uno IV Grupo dos IV.3.6 Determinar Confiabilidad de la Red IV.3.7 Determinar la Conectividad de la Red IV.3.8 Seguridad del Sistema IV Seguridad Lógica IV Seguridad Física IV Plan de Contingencia IV.4 Fase IV: Planificación de la Implementación de la Red IV.5 Fase V: Construcción de un Prototipo IV.5.1 Pruebas Realizadas en el Prototipo IV.5.2 Prueba de la Conexión IV.5.3 Pruebas de Trafico en el Prototipo de Red IV.6 Fase VI: Desarrollo y Documentación del Sistema Propuesto IV.7 Fase VII: Implementación del Sistema Propuesto IV.7.1 Determinar los Componentes para la Instalación de la Red. 123 IV Características de los Equipos de Conectividad IV Características del Software Requerido IV Estudio Económico del Proyecto IV Estudio de Costos IV Beneficios Tangibles IV Beneficios Intangibles IV.7.2 Configuración IP de los Equipos de la Red IV.7.3 Pruebas al Sistema IV.7.4 Adiestramiento de los Usuarios VII

6 IV.7.5 Conversión del Sistema IV.8 Fase VIII: Monitorea y Revisión del Funcionamiento de la Red. 136 PLAN DE TRABAJO CAPITULO V Conclusiones y Recomendaciones 139 IV.1 Conclusiones IV.2 Recomendaciones BIBLIOGRAFÍA ANEXOS 145 Anexo A. Cuestionario Anexo B. Organigrama UNA. 155 Anexo C. Concentrador Encore EN Anexo D. Switch 3com 5500G 158 Anexo E. Cisco serie Anexo F. DTU Alcatel Anexo G. Cuestionario selección de la arquitectura Anexo H. Plan de Trabajo. Determinación de los requerimientos. 165 Anexo I. Plan de Trabajo. Construcción del prototipo 166 Anexo J. Plan de Trabajo. Analizar y diseñar el sistema planteado Anexo K. Plan de Trabajo. Desarrollo y pruebas de la red propuesta Anexo L. Plan de Trabajo. Documentación del sistema 169 VIII

7 LISTA DE FIGURAS FIG.II.1. Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) FIG. II.2 Servicios de Internet y Puertos Asociados FIG. II.3. Formatos de Dirección IP.. 27 FIG. II.4. Una Forma de Hacer una Subred de una Red Clase B.. 28 FIG. II.5. Una Inter-red, Clasificación Jerarquía de las Redes.. 32 FIG. II.6. Topologías de Redes LAN 34 FIG. II.7. Un Ejemplo de cómo es Usado el Modelo OSI. 35 FIG. II.8. Un Cable Coaxial.. 38 FIG. II.9. Vistas de un Cable de Fibra Óptica FIG. II.10. Interconexión de Redes FIG. II.11. Cableado Estructurado en Edificio.. 46 FIG. II.12. Cableado Estructurado General FIG. II.13. Distancias de Cableado Estructurado.. 49 FIG. II.14. Cableado Estructurado General FIG. II.15. Anillo FDDI. 52 FIG. IV.1. Infraestructura Lógica de la Red Existente.. 68 FIG. IV.2. Plano Sede Centro Local UNA-Amazonas.. 69 FIG. IV.3. Respuesta Correcta del Ping Extendido a las Placas de Red FIG. IV.4. Respuesta Incorrecta del Ping Extendido a las Placas de Red. 71 FIG. IV.5. Estado de Conexión de área local FIG. IV.6. Detalles de la Conexión de Red FIG. IV.7. Detalles del comando ipconfig/all FIG. IV.8. Escaneo de la red con el programa Advanced IP Scanner FIG. IV.9. Cable UTP FIG. IV.10. Diseño Físico de la Red LAN Propuesta FIG. IV.11. Patch-Panels FIG. IV.12. Sistemas de Bastidores FIG. IV.13. Código de Colores FIG. IV.14. Cable de Interconexión "Patch-Cords" IX

8 FIG. IV.15. Insertos RJ FIG. IV.16. Acceso por Consola FIG. IV.17. Trama Configuración del Router FIG. IV.18. Realizando Ping a FIG. IV.19. Realizando Ping a FIG. IV.20. Búsqueda de Equipos a través del Comando Ping FIG. IV.21. Haciendo Ping al Gateway del ISP FIG. IV.22. Muestra del DNS a través del Comando Ping FIG. IV.23. Haciendo Ping a FIG. IV.24. Haciendo Ping a FIG. IV.25. Monitoreo de Trafico en la Red FIG. IV.26. Estadísticas Mostradas por el Programa FIG. IV.27. Esquema de Red de Datos FIG. IV.28. Plano de Instalación Red LAN FIG. IV.29. Ingreso a Mis Sitios de Red FIG. IV.30. Muestra de las Conexiones de R edes y Propiedades de la Tarjeta LAN FIG. IV.31. Propiedades de TCP/IP FIG. IV.32. Ingreso a Propiedades de Mis Documentos X

9 LISTA DE TABLAS TABLA 1. Lista de Dispositivos de Red Actuales TABLA 2. Resultados del Inventario de Software y Hardware TABLA 3. Descripción de Equipos con Acceso a Internet TABLA 4. Características Cable UTP TABLA 5. Representación de Direcciones IPv TABLA 6. Características y dirección IP de cada equipo TABLA 7. Características de la Red Centro Local UNA-Amazonas TABLA 8. Cantidad de Puntos por Departamento TABLA 9. Longitud de los Puntos de Red de cada Departamento TABLA 10.Dimensiones del TR TABLA 11.Requerimientos de Equipos y Materiales del Proyecto TABLA 12.Ofertas de los Proveedores Artículos de Redes TABLA 13.Precios de las Ofertas de los Proveedores en Bs.F TABLA 14.Precios de las Ofertas de los Proveedores de Ferreterías en Bs.F. 131 LISTA DE CUADROS CUADRO 1. Plan de Trabajo XI

10 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA VICERECTORADO ACADÉMICO ÁREA DE INGENIERÍA CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS RED LAN PARA EL CENTRO LOCAL AMAZONAS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA ALUMNO: JUAN PABLO ORJUELA TUTOR ACADÉMICO: ING. ENEIDA AZUAJE TUTOR EMPRESARIAL: ING. ARMANDO ESPINOZA RESUMEN La presente investigación tuvo como objetivo proponer el diseño e implementación de la Red LAN en el Centro Local UNA-Amazonas a través de la arquitectura de cableado y gestión de la red, en primer lugar, se plantea analizarlo para así poder actualizarlo y, en segundo lugar, obtener una red 100% conmutada y estandarizada en cuanto a cableado estructurado, para que todos los usuarios posean acceso a internet y así poder lograr el objetivo primordial. El tipo de investigación se encuentra dentro de la modalidad de factible, apoyado en un trabajo de campo documental y fundamentado en el carácter descriptivo. La población estuvo constituida por 120 personas que corresponden a profesores y estudiantes de la institución. La técnica utilizada para la recolección de los datos fue la encuesta y el instrumento aplicado fue el cuestionario relacionado con la situación profesor-estudiante. Los resultados de la investigación señalan que los estudiantes que residen en localidades distantes del Centro Local UNA-Amazonas presentan dificultad para recibir asesorías vía telefónica y les gustaría una forma de personalizar su enseñanza a distancia. Por otro lado la parte administrativa determino que no todas las oficinas pueden compartir sus recursos. La primera parte de este sistema estará instalado en la sala de Alma Mater y la segunda en la oficina aledaña a la dirección. Para tal fin se utilizará una metodología de análisis de sistemas: Diseño y métodos basada en la obra de Jeffrey L. Whitten y Lonnie D. Bentley, Es importante destacar que la implantación de esta infraestructura proporciona varias condiciones de mucho valor ya que contribuye a un eficiente control de las actividades, especialmente las relacionadas en materia de redes (mantenimiento), tanto para el Centro Local UNA-Ama zonas en estudio como para cualquier otro Centro Local que posea características similares a las que se tratan aquí. Palabras claves: Red LAN, Cableado, Internet. XII

11 INTRODUCCIÓN En los últimos años han ocurrido cambios significativos en los ambientes de computadoras, siendo éstas más rápidas, los archivos más extensos y las redes más congestionadas. El funcionamiento de las redes se ha vuelto algo crítico debido al embotellamiento por diversas y novedosas aplicaciones, como multimedia, imágenes, videos, correo electrónico, videoconferencia y acceso a supercomputadoras CAD/CAM (Diseño y Fabricación asistida por computadora. computer-aided design CAD y computer-aided manufacturing CAM ). A medida que va pasando el tiempo, van surgiendo nuevas tecnologías, avances, programas, y la necesidad de compartir voz, datos y video por un mismo medio se hace cada vez más necesario en un mundo donde la información debe fluir tan rápidamente como sea posible, y al mismo tiempo tenerla a la disposición de una manera confiable. Pero para ello hay que tener una infraestructura de telecomunicaciones adecuada. En este fin de siglo la emergencia de nuevas formas de comunicación y de tecnologías de información avanzadas, ofrecen excitantes oportunidades para desarrollar novedosas y variadas formas de enseñanza, aprendizaje y cooperación. Muchas universidades utilizan los ambientes basados en Internet como el soporte de las actividades de enseñanza-aprendizaje. El potencial que ofrecen las redes de computadoras especialmente Internet y WWW en la educación, capacitación y entrenamiento, han estimulado la investigación en sistemas integrados de enseñanza-aprendizaje. Estos grandes avances tecnológicos, junto a la aparición y popularización de Internet y el conjunto de protocolos TCP/IP, han contribuido a que la forma en que se recibe la información tome un nuevo rumbo para la toma de decisiones. Hoy en día la información llega desde varias fuentes y en diferentes formatos, trayendo consigo una demanda de mejoramiento de los medios de transmisión por parte del usuario final. Desde nuevos medios de transmisión modernos como las fibras ópticas, pasando por equipos a velocidades de 100Mbps como son los nuevos switches, hasta nuevos protocolos, formatos y estándares como Fast Ethernet y Giga Ethernet, surgieron por la necesidad de más velocidad. La presente investigación está basada en el diseño e implantación de la red local (LAN) para tener mayor velocidad al mismo tiempo que una mejor calidad de servicio (QoS), determinando de esta manera un mejor acceso a todos los recursos que nos ofrece la tecnología. Es por ello, que el presente informe de proyecto consta de cinco (5) capítulos, los cuales se 1

12 estructuran de la siguiente manera: El capítulo I, el Problema, presenta el planteamiento del problema, los objetivos, justificación y alcances de la investigación. El capítulo II, el Marco Teórico, hace mención a la descripción de la institución, las bases teóricas que lo sustentan y la definición de términos utilizados. El capítulo III, el Marco Metodológico, refiere el tipo, diseño y modalidad de la investigación, la población a estudiar, técnicas e instrumentos de recolección de datos empleados en la investigación, validez de la información, confiabilidad, técnicas de análisis de datos, interpretación de los resultados y las fases de la investigación. El capítulo IV, en este capítulo se presenta los resultados obtenidos de la aplicación de una de las fases de la metodología utilizada. El capítulo V, se presenta como marco final, en donde se asientan las conclusiones y recomendaciones del proyecto realizado. Al final se incorporan varios anexos en donde se amplían los resultados obtenidos durante la realización de este proyecto. 2

13 CAPITULO I EL PROBLEMA I.1.- Planteamiento del Problema. Se está asistiendo a una revolución silenciosa en la estrategia de las universidades hacia los estudiantes y que es el contacto directo con los profesores de cada cátedra, por sí solo, ya no es un elemento diferencial para el buen rendimiento del estudiantado, más bien se ha convertido en un requisito más para el correcto funcionamiento de un Centro de Estudio. En la actualidad los estudiantes quieren estar más y mejor informados que nunca, pues quieren disponer de variadas fuentes de información donde puedan satisfacer su curiosidad, por tanto que la universidad le preste atención es algo esencial y natural, como lo pueden ser las mejoras en los procesos de inscripción, disponibilidad de ayuda bibliográfica y la mejor manera de usarla. Hoy en día cada vez es mayor la cantidad de información que hay que recibir, procesar y enviar de manera rápida y confiable en las grandes empresas de todo el mundo. Pero las medianas y pequeñas empresas no pueden quedarse aisladas de este fenómeno, ya que el surgimiento de nuevas tecnologías sumadas al constante crecimiento del consumo humano, traen consigo que se procese y elabore un mayor número de productos a un ritmo cada vez más violento. Hay multitud de sitios en la Web que brindan ilimitadas herramientas permitiendo personalizar temas de su interés como noticias, deportes, páginas financieras, etc. Paginas que le permiten crear una selección de las noticias más recientes e hipervínculos a sus áreas de interés favoritas. Los cursos Virtuales, son cursos que se ofrecen a través de un sitio y se dictan solo por Internet. Es una forma práctica y económica de aprender. Ofrecen la posibilidad de aprender sin moverte de tu casa u oficina. 3

14 En cuanto a las páginas que posean cursos y foros, podríamos citar una infinidad de sitios o portales universitarios como el de la UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia), todos los alumnos de la UNED matriculados en ciertas carreras, podrán cursar sus estudios por la Red. Esta opción no excluye la posibilidad de asistir a las asesorías presenciales en el Centro Asociado, muy al contrario, las asesorías por la Red seria una herramienta complementaria y gratuita para los alumnos. Un beneficio clave de la implantación de la Red LAN es la habilidad de entregar información actualizada de manera rápida y con un costo eficiente a toda la base de usuarios e información vital al alcance de todas las personas con acceso a ella. Otra ventaja que vale la pena mencionar, es la consistencia, porque la información es la misma a lo largo y ancho de la institución. Al darles a las personas la posibilidad de accesar a tiempo información critica, esta tecnología mejora el proceso de toma de decisiones. Es posible organizar y mantener información centralizada o distribuida según se requiera o se facilite para la obtención y actualización. Algunos historiadores científicos argumentan que la tecnología no es solo una condición esencial para la civilización avanzada y muchas veces industrial, sino que también la velocidad del cambio tecnológico ha desarrollado su propio ímpetu en los últimos siglos. Estas innovaciones tienden a transformar los sistemas de cultura tradicionales, produciéndose con frecuencia consecuencias sociales inesperadas. Por ello, la tecnología debe concebirse como un proceso creativo y destructivo a la vez. Lo que es cierto, es que los avances tecnológicos ofrecen una gran cantidad de ventajas, las cuales deben aprovecharse al máximo. Es por esta razón que el Centro Local UNA-Amazonas, aprovechando los ava nces tecnológicos, debe estar a la vanguardia de dichos avances, en pro de su mejor funcionamiento y pensando en aumentar los beneficios ofrecidos a sus estudiantes. 4

15 En la actualidad el Centro Local UNA-Amazonas no cuenta con una red interna en la cual puedan colocar información vital para la institución. Por ejemplo: guías, prácticas, programas, cronogramas, notas y demás información actualizada relacionada con las diferentes cátedras del Pregrado. Dicha institución presenta una deficiencia de red, de equipos y cableado, ya que carece de un sistema que permita la interconexión de todas las maquinas existentes y por ende evitando el acceso a Internet y Consultas vía Web. Una de los problemas que se presenta tiene que ver con la calidad del servicio (QoS). Ya que no cuentan con un cableado ordenado, no poseen un servidor para control de acceso y resguardo de documentos. Las oficinas y partes administrativas no cuentan con acceso a Internet, incluso se encuentran limitados para compartir recursos como impresoras y datos. Tomando como base primordial esta problemática, podríamos decir que quien brinda el acceso a Internet en el Centro Local UNA-Amazonas es la sala Alma Mater la cual tiene 10 Estaciones para el servicio de navegación gratuita para estudiantes y funcionarios UNA. El enlace hacia la WAN es realizado por un Router Cisco de la serie 1700 y un DTU Alcatel 2753 el cual provee una velocidad de acceso del circuito de 192kbps, el mismo se desglosa de la siguiente manera: a. CIR de Circuito 128Kbps (Commited Information Rate) b. EIR de Circuito 64Kbps (Excess Information Rate) El Centro Local UNA-Amazonas cuenta con ciertos departamentos que tienen acceso a internet conectados a la sala Alma Mater mediante un Cableado improvisado sin cumplir con ningún tipo de norma de Cableado Estructurado específica de la IEEE. Las constantes pérdidas de servicios ocasionadas por el excesivo número de colisiones presentes en la red, debido al uso del protocolo de acceso al medio conocido como Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), crean un ambiente inapropiado tanto para la integración de las aplicaciones administrativas y academicas. Estos departamentos son: 5

16 Coordinación Administración Ingeniería en Sistemas Unidad de Registro y Control de Estudios Logística Almacén Biblioteca Por otro lado, los departamentos restantes y no menos importantes quedan aislados totalmente de dicha red existente, excluyéndolos de los valiosos recursos puestos en la Red y evitando el acceso a Interne t, lo cual genera múltiples inconvenientes como el que las maquinas no logren por si solas actualizar sus Antivirus, descargar parches de seguridad del sistema operativo, manejar la información en tiempo real y priva a los Estudiantes que se encuentran en zonas lejanas al Centro Local de tener contacto con su Asesor de forma inmediata. Estos departamentos son: Departamento de Matemática: Matemática Contaduría Administración de Empresas Departamento de Educación: Educación Integral Educación Pre-escolar Dificultad del Aprendizaje Componente Docente Departamento de Orientación y Extensión Orientación Extensión Secretaria Unidad Académica Sala de Conferencias CDU-OPSU 6

17 Lo cual nos da una idea clara y concisa del problema, ya que son más los departamentos que no cuentan con acceso a Internet; por ende continuar trabajando de esta manera ocasionará desperdicios de la tecnología de parte de los equipos y pérdida de tiempo, tanto en el personal que labora en el área de redes, como para los usuarios locales y remotos. 7

18 I.2.- Objetivos. I General. Desarrollar una Red de Área Local (LAN) que facilite la comunicación en el Centro Local Amazonas de la Universidad Nacional Abierta. I Específicos. Identificar el problema eva luando el entorno operativo de las maquinas conectadas actualmente en la Red determinando las características que rigen su comportamiento. Analizar el Sistema Actual realizando un levantamiento de información a la arquitectura de la red, así como también la gestión actual de la misma, sus componentes activos, determinando su configuración y cómo son manejados los diferentes procesos administrativos y académicos. Determinar los requerimientos de los usuarios que componen la red, a través de entrevistas, para obtener opiniones de las fallas causadas y posibles modificaciones a beneficios de los mismos. Elaborar un prototipo de red local basado en el comportamiento de los usuarios y aplicarlo al Centro Local UNA-Amazonas. Analizar todos y cada uno de los procesos del sistema propuesto. Desarrollar los procesos de la red propuesta, documentando la configuración total de los equipos. Realizar pruebas de monitoreo del sistema planteado a través de aplicaciones que permitan capturar las tramas de los datos transmitidos a través de la Red a velocidades 100 Mbps. 8

19 Implantar el sistema propuesto, logrando de esta manera una conexión más estable de parte de todos los usuarios, realizando sus respectivas pruebas y el adiestramiento del personal involucrado con el manejo de los nuevos equipos que así lo requieran. I.3.- Justificación. El sistema propuesto se adaptará perfectamente a las operaciones del Centro Local UNA Amazonas, lo que producirá un mejoramiento en cuanto a la calidad y cantidad de información que pasará a través de una red local de datos, obteniendo así un mínimo de pérdidas desde los equipos interconectados hasta los usuarios finales. Se podrá administrar la totalidad de los equipos, ahorrando considerablemente el tiempo y mejorando la calidad de los procesos. Con la instalación de una red local, se consigue reducir los costos de grandes equipos de hardware (impresoras laser, sistemas de bakup, etc) y otros equipos que al necesitar solo uno de ellos para la red en la cual puede haber desde 2 hasta miles de terminales conectados usando estos recursos de modo común, de esta manera no será necesario tener un equipo de hardware para cada ordenador que se tenga, ahorrando de esta manera consumibles. Al estar la información en continuo movimiento y uso nos permite una constante actualización de datos en tiempo real, evitando así el permanente uso de dispositivos extraíble USB (Pendrives) para llevar la información de un lugar a otro, siendo la actualización de ficheros rápida y más eficaz. El único inconveniente que puede presentarse al necesitar montar una red es posiblemente el desembolso inicial al realizar dicha instalación de equipos pero ganando en productividad y fiabilidad de los datos que en la red se vayan a utilizar. En pocas palabras entre los beneficios que obtendrá el Centro Local Amazonas se destacan los siguientes: Mantener bases de datos actualizadas instantáneamente y accesibles desde distintos puntos. 9

20 Facilitar la transferencia de archivos entre miembros de un grupo de trabajo. Compartir periféricos caros (impresora laser, plotters, discos ópticos, etc.). Disminuir el coste del software comprando licencias de uso múltiple en vez de individuales. Mantener versiones actualizadas y coherentes del software. Facilitar la copia de respaldo de datos. Correo electrónico y acceso a Internet. Comunicarse con otras redes (bridges y routers). Conectarse con minis y mainframes (Gateway). Mantener usuarios remotos vía modem. De esta manera la integración de todos los sistemas existentes en el Centro Local UNA-Amazonas podrán ser utilizados por todo el personal adscrito a esta sede; es decir, será posible la búsqueda de libros en la Biblioteca de esta manera el estudiante sabrá si el libro que busca se encuentra en esta sede. El área administrativa también podrá gestionar sus recursos de manera compartida para un mejor control de todos sus movimientos. Los equipos de redes deben poseer la funcionalidad, la capacidad y desempeño para soportar los clientes instalados, la fácil instalación de los equipos, la administración centralizada, fácil migración para los cambios, el crecimiento, acceso a usuarios en cada departamento, entre otras características que deben estar presentes en un ambiente de red local complejo. Además se estarían estandarizando los switches de toda la sede. Como siguiente paso se recomienda la instalación de cableado categoría 5e en toda la sede. Este cableado permitirá soportar conexiones de hasta 100 Mbps a nivel de las estaciones de trabajo. El cableado nivel 5e permite transportar velocidades hasta 100 Mbps para futuros equipos que se piense instalar, por lo cual dicho sistema estará adecuado para soportar las nuevas tecnologías de los próximos años. 10

21 El sistema de cableado deberá estar certificado, planificado e instalado para prestar servicio durante unos 10 años mediante una arquitectura de sistemas abiertos que soporte cualquier aplicación basándose en estándares. Tal diseño provee de un punto único para realizar cambios y adiciones y, de esta forma, la gestión y el mantenimiento sean más fáciles. El cableado estructurado proveerá tecnologías de comunicaciones futuras, el enrutamiento funcional, la cooperación para la detección de fallas, medios físicos de transmisión duraderos por un buen número de años y espacio para expansiones y desarrollos futuros, una disminución de cableados redundantes o semiactivos en las vías de paso y la integración y consolidación de los sistemas existentes. Esta propuesta implica la adecuación de los cuartos de cableado, dejar la infraestructura de cableado preparada para, en un corto o mediano plazo, poder implantar conexiones Gigabit en el backbone del Centro Local UNA-Amazonas y conexiones de 100 Mbps para así lograr un sistema estable que permita que todos y cada uno de los usuarios se vean beneficiados con los recursos de la Red y una atención más personalizada de los asesores hacia los estudiantes, bien sea a través de correo electrónico, mensajería instantánea y/o redes sociales. I.4.- Alcance. El alcance de la presente investigación es el Diseño e Implantación de la Red LAN en el Centro Local UNA-Amazonas. Este proyecto abarca desde el análisis hasta la implementación del sistema propuesto. El objetivo primordial de estas actividades es lograr la actualización tecnológica de la infraestructura para que cuente con una mayor capacidad de crecimiento, manejo de conexiones de alta velocidad, instalación de switches, implantación de políticas de administración y control del tráfico, soporte para los fuertes requerimientos de ancho de 11

22 banda de los futuros servicios de datos así como la incorporación de puertos a 100 Mbps. Todo esto estará envuelto con la instalación del cableado de red UTP categoría 5e. Vale la pena resaltar que gran parte del edificio no posee características de conexión a una red, sin mencionar la falta total de cableado, pero igualmente se hará un estudio completo de la red actual a fin de detectar posibles debilidades. En términos más específicos, los alcances de este Proyecto son los siguientes: a) Estudio de la red requerida (topología, número de usuarios, tipo de aplicaciones, etc.) a fin de diseñarla de acuerdo a sus características actuales. b) Instalación de los equipos de red que trabajen en las capas inferiores del modelo OSI (capa 1) para la interconexión total de todo el sistema. c) Instalación y configuración de los equipos de redes. Esto incluirá colocación del cableado, rack, jack, face-plate, así como otras características que se pueden aprovechar de dicha instalación. d) Actualización y mejoras de la infraest ructura de cableado con categoría Nivel 5e, la cual permitirá conexiones a 100 Mbps y en un futuro llegar hasta las estaciones clientes. Las estaciones de trabajo llegaran a los 100 Mbps, obteniendo así una mejora en la cantidad (velocidad) y calidad (conexiones eficientes y seguras) del servicio de red. e) Permitir una mejor calidad de servicio (QoS), ya que se mejorarán las velocidades, tanto para el usuario, equipos de gran capacidad (servidores), así como para el administrador de los equipos (mantenimiento y configuración de switches y routers), ya que el nuevo diseño permitirá, en un futuro, el monitoreo de los equipos en todos los departamentos del Centro Local UNA-Amazonas. Esta propuesta comprende la Red LAN mediante cableado estructurado y la actualización parcial del equipamiento de redes en el Centro Local UNA-Amazonas. 12

23 CAPITULO II MARCO TEÓRICO II.1.- Descripción de la Institución: Nombre: Centro Local UNA-Amazonas Ubicación: Av. Perimetral Sector Escondido I, Puerto Ayacucho-Estado Amazonas Teléfono: (0248) II Historia de la Institución: Fundada el 27 de septiembre de 1977, la Universidad Nacional Abierta es una institución pública con cobertura nacional y líder indiscutible en educación superior bajo la modalidad a distancia. Desde su creación y hasta la fecha, ha proporcionado la oportunidad de cursar estudios universitarios de alta calidad a la población aspirante a ingresar a la institución, sin importar la región del país en que residan o las obligaciones que tengan, sean laborales, familiares, o de cualquier otra clase. La Universidad Nacional Abierta es una excelente alternativa para la formación de profesionales altamente calificados, los cuales tienen comprobado éxito en su inserción en el exigente y competitivo mercado laboral venezolano e internacional. II Misión de la Institución: La Universidad Nacional Abierta es una institución venezolana, oficial y experimental, organizada como un sistema de educación abierta y a distancia de alcance nacional y proyección internacional, dirigida a democratizar y masificar el acceso a una educación permanente de calidad y comprometida con el desarrollo del país a: diversas poblaciones que por limitaciones de variado origen no han podido ingresar o continuar en el subsistema de educación superior y; 13

24 distintos sectores de la sociedad que requieren del servicio educativo. Para el logro de sus propósitos, la Universidad emplea diferentes estrategias propias de la modalidad de educación a distancia, la investigación como una práctica institucionalizada así como variadas formas de articulación interinstitucional. II Visión de la Institución: La Universidad Nacional Abierta será una institución de referencia nacional e internacional, en educación permanente, abierta y a distancia, reconocida por los siguientes rasgos: Clara vocación democratizadora de la educación. Abierta en espacio y tiempo para los demandantes del servicio educativo. Formadora de ciudadanos actualizados, emprendedores, críticos y con conciencia de participación ciudadana. Rectora de la Educación a Distancia en el país. Flexible y desburocratizada en su organización y funcionamiento. Calidad integral del servicio educativo que presta. Gran formadora de las poblaciones tradicionalmente excluidas de la educación. Gran capacitadora de los empleados al servicio del Estado venezolano en instituciones de alcance nacional. Institución que trasciende fronteras geográficas en su accionar. Utiliza de manera inteligente variados medios tecnológicos, incluyendo las tecnologías de la información y de la comunicación. Modelo de sintonía con las necesidades de su entorno y de articulación con las instituciones que tienen finalidades similares. II Estructura de la Institución: El Centro Local UNA-Amazonas se encuentra estructurado de la siguiente manera: Coordinación Secretaria 14

25 Departamento de Administración Unidad Académica Departamento de Unidad de Registro y Control de Estudios Departamento de Logística CDU-OPSU Biblioteca Departamento de Matemática: Matemática Contaduría Administración de Empresas Departamento de Educación: Educación Integral Educación Pre-escolar Dificultad del Aprendizaje Componente Docente Departamento de Orientación y Extensión: Orientación Extensión Ing. De Sistemas II.2.- Bases Teóricas. Para el desarrollo del sistema propuesto, se consideró una variada gama de bibliografía que es vital para la fácil comprensión de los métodos y fases utilizados. Estas fueron representadas por un conjunto de obras relacionadas para el área del desarrollo de sistemas de red LANs (diseño), como para los equipos propiamente dichos, a fin de conocer a profundidad este último. INTesa (1997). 3com Guía de instalación y configuración (Revisión 3). Es un manual de instalación y configuración de los switches de la serie En caso de que la información del manual varié con respecto a las características del dispositivo actual se 15

26 obtendrá soporte directamente de 3com para de esta forma hacerlo de una forma más fácil y eficiente. WHITTEN, Jeffrey. (1997). Análisis y Diseño de Sistemas de Información. Editorial Mac Graw Hill. Madrid. Esta obra ayudó a lo largo del desarrollo del anteproyecto en lo que se refiere a la parte documental del sistema en sí, ya que además de que se usó como enfoque metodológico, sirvió para aclarar y ahondar en los términos básicos de los sistemas y temas relacionados. Cisco System. (2000). Interconnecting Cisco Network Devices v1.0 (ICND). USA. Esta obra explica conceptos de enrutamiento y switches, cubriendo tecnologías de capa 2 y capa 3. Se enfoca sobre el uso de los switches y los routers Cisco conectados a Redes de Área Local (LAN) y Redes de Área Amplia (WAN), típicamente encontrados en redes pequeñas y medianas. Esto permitirá seleccionar, conectar, configurar y resolver problemas de los distintos dispositivos de redes a instalar. Dyson, P. (1995) The Network Press Dictionary of Networking. Sybex Incorporated, USA. Éste es un diccionario técnico de una gran variedad de conceptos en el área de redes; se presentan los conceptos refiriéndose a temas afines, ejemplos y gráficos. Sirvió para tenerlo como referencia en las definiciones y toda la teoría relacionada con el sistema a desarrollar. Hucaby, David. (2001). CCNP Switching. USA. Esta obra es una herramienta de estudio completo para switches de multiples capas (capas 2 y 3). Explica el diseño, construcción y mantenimiento de redes de alta velocidad como Fast y Giga Ethernet; grupos de trabajos, VLANs, enlaces redundantes en los swicthes, control del tráfico de red con acceso por políticas, configuraciones básicas de seguridad monitoreo de las operaciones de red, aplicación de técnicas de soporte y mantenimiento en equipos, y muchas otros conceptos tanto de manera teórica como práctica. 16

27 HUIDOBRO, José Manuel (2006) Redes y Servicios de Telecomunicaciones. Thomson Editores Spain, Madrid. Esta obra explica detalladamente servicios de telefonía básica, la red inteligente, la RSDI, las comunicaciones de empresas, las redes de datos, las comunicaciones móviles amplios conceptos de redes locales e Internet. MENDILLO, Vicenzo (2004) Redes de Alta Velocidad. Conatel, Venezuela. Éste es un manual técnico que proporciona las bases conceptuales para la gestión de redes y servicios, así como la experticia en métodos, técnicas, productos y herramientas que se requieren en las distintas áreas funcionales de esta actividad (fallas, configuración, contabilidad, desempeño y seguridad). MORERA, Daniel (2008) Cableado Estructurado y Fibra Óptica. Grupo Ireli, Venezuela. En este libro-catalogo el autor desarrolla todos los aspectos del cableado para redes de información de área local LAN, para datos, voz, automatización y TV, tanto para uso comercial como residencial. Expresa Conceptos, definiciones, consejos de diseño e instalación, estrategias de mercadeo y hasta números de partes de productos. TANENBAUM, Andrew (2003) Redes de Computadoras., México. Es un libro que te permite saber todo sobre las redes, empezando desde la capa física hasta la capa de aplicación. Incluye un tema sobre seguridad que hoy en día es imprescindible. Si se quiere ser un experto en redes sin tener ningún conocimiento básico, este ejemplar es apropiado. Para usuarios experimentados ayudará a profundizar de manera que no se escape nada. TOMASI, Wayne (2003) Sistemas de Comunicación Electrónica. Prentice Hall. México. Este libro presenta una descripción detallada del campo de las comunicaciones electrónicas. Explica al lector los conceptos básicos de los sistemas analógicos convencionales de comunicaciones electrónicas y amplía sus conocimientos describiéndole los sistemas más modernos de comunicaciones digitales, por fibra óptica, por microondas, etc. 17

28 El número de acontecimientos, decisiones, inventos y desarrollos que contribuyen al avance tecnológico, y en especial de las telecomunicaciones se ha venido incrementando en el transcurso de los años. Internet ha permitido que se compartan recursos importantes en empresas que se encuentren en dos puntos diferentes del globo terráqueo al igual que la distribución de servicios computacionales a gran escala, facilitando el acceso a la información y la implementación de nuevas funcionalidades. Nuevas tecnologías de radio frecuencia han permitido eliminar las limitaciones de la infraestructura terrestre, trasmitiendo los datos por medio de ondas de radio, de forma se pueda establecer comunicación a distancia sin necesidad de conexión a un medio físico. Por su parte, la tecnología inalámbrica facilita la transmisión y comunicación de datos de forma inalámbrica, permitiendo al usuario llevar consigo el dispositivo de comunicación sin limitar su uso a un espacio o tiempo predeterminados. La conjunción de virtudes provistas por las tecnologías antes mencionadas, permite proveer servicios innovadores y faculta a los diseñadores de posibilidades técnicas para la aplicación de esas tecnologías. II Internet Internet fundamenta su modelo en la familia de protocolos TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), formalmente documentados por Vinton Cerf como líder del proyecto a mediados de El diseño TCP/IP mantiene gran similitud con el propuesto posteriormente por la Organización Internacional de Normas (ISO, por sus siglas en inglés) en 1983, y cuyo esquema se orientaba a la estandarización internacional de los protocolos que se utilizaban en diversas capas [Hucaby, 2001]. Este esquema propuesto recibe el nombre de modelo Open Systems Interconnection (OSI). 18

29 II.2.2- Protocolos El modelo OSI estandariza la representación de las redes a través de capas [Tanenbaum, 2003]. El modelo contempla el uso de siete capas. Los principios que se aplicaron para llegar a las siete capas son los siguientes: Se debe crear una capa siempre que se necesite un nivel diferente de abstracción. Cada capa debe realizar una función bien definida. La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados internacionalmente. Los límites de las capas deben elegirse a modo de minimizar el flujo de información a través de las interfaces. La cantidad de capas debe ser suficiente para no tener que agrupar funciones distintas en la misma capa y lo bastante pequeña para que la arquitectura no se vuelva inmanejable. Las capas presentes en el modelo OSI son: comunicación. Capa Física: Se ocupa de la transmisión de bits por un canal de Capa de Enlace de Datos: Se ocupa de tomar un medio de transmisión y transformarlo en una línea que parezca libre de errores de transmisión no detectados, a la capa de red. Capa de Red: Se ocupa de controlar el funcionamiento de la subred, o determinar cómo se encaminan los paquetes de la fuente a su destino. Capa de Transporte: Su función es aceptar datos de la capa de sesión, dividirlos en unidades más pequeñas si es necesario, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos los pedazos lleguen correctamente a su destino. 19

30 Capa de Sesión: Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer sesiones entre ellos. Capa de Presentación: Realiza ciertas funciones que se le piden con suficiente frecuencia como para garantizar la búsqueda de una solución general para ellas, en lugar de dejar que cada usuario resuelva los problemas. Se ocupa de la semántica y la sintaxis de la información que se transmite. Capa de Aplicación: Contiene una variedad de protocolos que se necesitan con frecuencia. Transferencia de archivos, manejo de terminales diversos, representación de líneas de texto, etc. La capa n de una máquina lleva a cabo una conversación con la capa n de la otra. Las reglas y convenciones que se siguen en esta conversación se conocen colectivamente como protocolo [Tanenbaum, 2003]. Básicamente, un protocolo es un acuerdo entre las partes que se comunican sobre cómo va a proceder la comunicación. Los servicios y los protocolos son conceptos distintos, aunque con frecuencia se les confunde. Un servicio es un conjunto de operaciones primitivas que ofrece una capa a la que está definida por encima de ella. El servicio define cuales son las operaciones que la capa está preparada para ejecutar en beneficio de sus usuarios, pero nada dice respecto de cómo se van a instrumentar estas operaciones. El servicio se refiere a la interfaz entre dos capas, siendo la capa inferior la que provee el servicio y la capa superior la que hace uso de él [Tanenbaum, 2003]. En contraste, un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan el formato y el significado de los tramos, paquetes o mensajes que se intercambian entre las entidades pares dentro de una capa [Hucaby David, 2001]. Las entidades usan protocolos con el fin de instrumentar sus definiciones de servicios; son libres de cambiar sus protocolos a 20

31 voluntad, siempre que no cambien el servicio visible a sus usuarios. De esta manera el servicio y el protocolo están acoplados por completo. Para reducir la complejidad de su diseño, muchas redes están organizadas como una serie de capas o niveles, cada una construida sobre la inferior. El número de capas, su nombre, su contenido y su función difieren de red a red. Sin embargo, en todas las redes el propósito de cada capa es ofrecer ciertos servicios a las capas superiores de modo que no tengan que ocuparse en detalle de la implementación real de los servicios. Las capas definidas en el modelo OSI pretenden diferenciar los servicios ofrecidos y clasificarlos de acuerdo a su capacidad de relación o alcance, desde los niveles más bajos (hardware) hasta los niveles más altos (sesiones de software en ejecución) [Tanenbaum, 2003]. Las capas definidas en torno a estos fundamentos fueron, en orden descendente: Aplicación (nivel más alto de ejecución del software o aplicación), Presentación, Sesión, Transporte, Red, Enlace de Datos, Física (nivel más bajo, que representa conexión física y la codificación de impulsos eléctricos entre dos dispositivos conectados a través de un medio, bien sea cableado o inalámbrico). Figura II.1: Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos(OSI) 21

32 Las capas inferiores al modelo pueden ofrecer dos tipos diferentes de servicio a las capas que se encuentran sobre ellas: los orientados a conexión y los que carecen de conexión. Los primeros se fundamentan en establecer una sesión de comunicación entre dos entes en tiempo real, tal como sucede con el modelo de sistema telefónico convencional. Los servicios carentes de conexión toman su modelo del sistema postal: cada mensaje (carta) lleva la dirección completa del destino, y cada uno se encamina a través del sistema de forma independiente de todos los demás. El orden de recepción de los mensajes no guarda relación con el orden de salida desde el origen, contrariamente a lo que sucede en los servicios orientados a conexión. En el caso de la Internet, un servicio orientado a conexión se ejemplifica con la apertura de una sesión en una máquina remota. El servicio de correo electrónico ( ) es un ejemplo del tipo carente de conexión. IP (Internet Protocol) constituye el protocolo ubicado en la capa de Red del modelo. TCP (Transmisión Control Protocol) se ubica en la capa de Transporte. Cada servicio se puede caracterizar por una Calidad de Servicio. Algunos servicios son confiables en el sentido de que se garantiza el arribo correcto de los datos enviados. Usualmente, un servicio confiable se implementa haciendo que el receptor acuse recibo de cada mensaje enviado, de modo que el emisor esté seguro de que llegó. El proceso de acuse recibo introduce una sobrecarga (Overhead) y retardos que obligan, en muchos casos, a evaluar su necesidad en razón de los requerimientos de la calidad del servicio. II.2.3.-Servicios Provistos al Usuario Como se mencionó anteriormente, Internet (y en general, cualquier red de computadores) ofrece servicios a los usuarios, quienes generalmente se sirven de ellos desde la aplicación o software que obra de interfaz (capa de Aplicación del modelo OSI). Estos servicios (aplicaciones) facilitan la transmisión de la información y el compartir recursos entre computadores remotos. En el caso de la familia de protocolos TCP/IP, se encuentran servicios tales como: Correo Electrónico ( ), Transmisión de Archivos (FTP) y Navegación (WWW), entre otros. 22

33 A continuación, se definirán algunos de los servicios (protocolos) importantes que guardan relación directa con el proyecto en desarrollo: Red de Área Local (LAN). Caso de Estudio: Centro Local Amazonas Universidad Nacional Abierta. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): Servicio carente de conexión que permite la transmisión de Correo Electrónico saliente desde el computador origen hasta el servidor destino. Post Office Protocol (POP): Servicio orientado a conexión que permite al usuario obtener su Correo Electrónico entrante. El correo electrónico es almacenado en un servidor predeterminado del domino destino hasta que el usuario decide descargarlo o transmitirlo a su computador haciendo uso de una aplicación cliente. Hyper Text Transfer Protocol (HTTP): Servicio orientado a conexión que ofrece la posibilidad de observar documentos de Hyper Texto o Texto Enriquecido (Hyper Text Markup Language, HTML) ubicados en un servidor remoto, a través de una aplicación cliente ubicada en el computador del usuario solicitante. Los documentos generalmente contienen imágenes o gráficos adicionales, que son descargados y mostrados por la aplicación cliente manteniendo el formato original bajo el cua l fueron construidos. La red mundial de computadoras que ofrece este servicio es comúnmente referenciada como WWW (World Wide Web). II TCP/IP Sockets Cada servicio ofrecido por la familia de protocolos TCP/IP debe ser referenciado por una dirección y un puerto para ser utilizado. Para ello se provee una dirección IP única que referencia exclusivamente una máquina (origen o destino), y un número de puerto o dirección lógica particular a una dirección IP, en el cual se ofrece o se atienden solicitudes 23

34 de servicio para un protocolo específico. La dirección IP constituye un cuarteto de números de 8 bits (32 bits en total), que, como hemos mencionado, permite identificar unívocamente un computador en una red. Los puertos son números desde 1 hasta que identifican una sub-dirección de la máquina referenciada previamente por una dirección IP, en el cual atiende un servicio específico. En el caso del servicio SMTP, se ha establecido de forma estándar el puerto 25 como aquel por donde se atenderán solicitudes de envío de correo electrónico para servidores que presten dicho servicio. Por ejemplo: Si el servidor con la dirección IP posee instalado algún mecanismo (software) para la recepción de correo electrónico, se podrá hacer referencia a :25 como la túpla dirección IP-Puerto bajo el cual se ejecuta o se ofrece el servicio. En la Figura II.2 se muestra una tabla con los servicios comúnmente ofrecidos por servidores de Internet y los puertos bajo los cuales atienden solicitudes. Servicio Internet Protocolo Puerto Envío de Correo Electrónico SMTP 25 Recepción de correo electrónico POP3 110 World Wide Web HTTP 80 Transferencia de Archivos FTP 21 Noticias USENET NNTP 119 Gerencia Remota de Correos IMAP 141 Telnet TELNET 23 Finger FINGER 79 Figura II.2: Servicios Internet y Puertos Asociados [Tanenbaum, 2003] Un Socket (sócate o enchufe) es una abstracción que referencia una conexión que se efectúa entre dos computadores. Contiene información referente a las direcciones IP de origen y destino, así como los puertos en ambas máquinas (cliente y servidor) mediante los 24