UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICA CARRERA DE INGENIERÍA INFORMÁTICA

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1 UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICA CARRERA DE INGENIERÍA INFORMÁTICA ELABORACIÓN DE LOS TÉRMINOS DE REFERENCIA PARA LA NUEVA INFRAESTRUCTURA DE RED DEL GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLIVAR TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO INFORMÁTICO AUTOR: Angulo Arellano Harold Rodrigo TUTOR: Ing. Flores Suárez Aldrin Ismael QUITO - ECUADOR 2015

2 DEDICATORIA Durante toda mi vida estudiantil hubieron muchas personas que estuvieron allí para apoyarme de muchas formas con el propósito desinteresado a que culmine mi carrera universitaria. Cabe tener especial remembranza a mis padres que fueron compañeros, ejemplo de vida y apoyo incondicional, mi hermano Gustavo que fue un ejemplo en cuanto a la perseverancia académica y empuje para el mía, mi hermana Tatiana que a pesar de todas las adversidades ha sabido culminar con éxito todo lo que se propone, a mi hijo Adrián Alejandro que ha sido el motorcito para seguir adelante y principal razón para terminar este trabajo. A HARDCOM HOLDING GROUP a través de su Gerente General y compañeros de trabajo que han sabido soportar y suplir mi ausencia para terminar mi carrera. Y a DIOS porque con su compañía y bendición todo se puede empezar y terminar. Harold R. Angulo A. ii

3 AGRADECIMIENTO Mis más sinceros agradecimientos a todas y cada una de las personas que de una u otra forma han contribuido para la culminación de este trabajo, de manera especial hago mención a: El Ing. Aldrin Flores ya que con su guía todas las ideas y conceptos tomaron forma para dar como resultado el presente trabajo. A mis padres, hermanos, tíos y primos que me han sabido apoyar y darme fuerzas para continuar. A mi esposa y mi hijo por su amor, cariño y comprensión. Gracias iii

4 AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL iv

5 CERTIFICICACION DEL TUTOR v

6 INFORME SOBRE LA CONCLUSIÓN DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN vi

7 CALIFICACION TRIBUNAL vii

8 viii

9 CONTENIDO DEDICATORIA... ii AGRADECIMIENTO... iii AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL... iv CERTIFICICACION DEL TUTOR... v INFORME SOBRE LA CONCLUSIÓN DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN... vi CALIFICACION TRIBUNAL... vii CONTENIDO... ix LISTA DE CUADROS... xiii LISTA DE GRÁFICOS... xiv LISTA DE FIGURAS... xv ABSTRACT... xvii INTRODUCCIÓN... 1 CAPITULO I PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA Planteamiento del problema Formulación del problema Interrogantes de la investigación Objetivos de la investigación Objetivo General Objetivos Específicos Justificación Alcance y Limitaciones... 5 CAPITULO II SITUACIÓN ACTUAL Antecedentes de la investigación Delimitación geográfica Red de Datos Dispositivos de red Acceso a la red Puntos de datos Computadores y Servidores Red inalámbrica Sistema telefónico Servicio de internet ix

10 2.5. Servicio de impresión CAPITULO III LIMITACIONES Monitorización de la red de datos Resultados de la monitorización Dispositivos conectados Tráfico de Broadcast Protocolos de red Tráfico total generado en la red de datos Resumen de la monitorización Problemática encontrada en la red de datos Deficiencias en el Switch Firewall inoperable Servidor de aplicaciones único Red inalámbrica Servicio telefónico Enlace de internet y ancho de banda Unidades de baterías de respaldo Requerimientos del GAD de San Miguel Escalabilidad de la infraestructura de red Sistema de Gestión Municipal CAPITULO IV SOLUCIÓN PROPUESTA Switching Problemas de filtrado de paquetes Red Inalámbrica Servicio telefónico Enlace a internet y ancho de banda Unidades de baterías de respaldo Requerimientos del GAD de San Miguel... Error! Marcador no definido. CAPITULO V DISEÑO Dimensionamiento de red Puntos de datos de la planta baja Puntos de datos del primer piso Puntos de datos del segundo piso x

11 Total de puntos para el rediseño Red de Área Local Virtual (VLAN) Cuarto de equipos Instalación de equipos de red en el rack Cableado Patch Panel Switch de Datos Cuarto de telecomunicaciones IDF Planta Baja IDF Primer Piso, Segundo Piso Cableado vertical o backbone Instalaciones de entrada Cableado horizontal Área de trabajo Red Inalámbrica (WLAN) Circuito Cerrado de Televisión (CCTV) Cableado Patch Panel Switch de Cámaras Mejoramiento del servicio de internet CAPITULO VI Términos de Referencia Antecedentes Objetivos Alcance Equipos a utilizar por el contratista Especificaciones Técnicas Rack Switch Capa Switch Capa Switch Capa 2 PoE Tarjeta de red 10/100/1000 Gigabit Ethernet Firewall Wireless LAN Controller Access Point Central Telefónica IP Teléfonos IP Network Video Recorder Cámaras de vigilancia UPS xi

12 Presupuesto referencial CAPITULO VII Conclusiones y Recomendaciones Conclusiones Recomendaciones BIBLIOGRAFÍA GLOSARIO DE TERMINOS ANEXOS... 1 ANEXO A... 1 UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE RED DE LA PLANTA BAJA... 1 UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE RED DEL PRIMER PISO... 2 UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE RED DEL SEGUNDO PISO... 3 ANEXO B... 4 PLANO CIRCUITO CERRADO DE TELEVISIÓN PLANTA BAJA... 4 PLANO CIRCUITO CERRADO DE TELEVISIÓN PRIMER PISO... 5 PLANO CIRCUITO CERRADO DE TELEVISIÓN SEGUNDO PISO... 6 xii

13 LISTA DE CUADROS TABLA 1 EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEL GAD DE SAN MIGUEL DE BOLÍVAR... 9 TABLA 2: PUNTOS DE DATOS PLANTA BAJA TABLA 3: PUNTOS DE DATOS DEL PRIMER PISO TABLA 4: PUNTOS DE DATOS SEGUNDO PISO TABLA 5 TOTAL PUNTOS DE RED TABLA 6 SERVIDOR DE APLICACIONES DE LA INSTITUCIÓN TABLA 7 DESCRIPCIÓN DE LAS APLICACIONES DE LA INSTITUCIÓN TABLA 8: RESUMEN DE MONITORIZACIÓN TABLA 9 HARDWARE / SOFTWARE DEL FIREWALL TABLA 10 PUNTOS DE DATOS DEL REDISEÑO DE LA RED TABLA 11 PUNTOS DE DATOS DEL PRIMER PISO TABLA 12 PUNTOS DE DATOS DEL SEGUNDO PISO TABLA 13 TOTALIDAD DE PUNTOS DEL REDISEÑO TABLA 14: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS ACTIVOS TABLA 15 IDFS TABLA 16 THROUGHPUT REAL OTORGADO POR LOS PROVEEDORES DE SERVICIO DE INTERNET TABLA 17: THROUGHPUT ACTUAL VS DISPOSITIVOS CON INTERNET DEL REDISEÑO TABLA 18: THROUGHPUT DE INTERNET PARA EL REDISEÑO DE LA RED DE DATOS xiii

14 LISTA DE GRÁFICOS GRÁFICO 1 MICROPROCESADORES INSTALADOS EN LOS COMPUTADORES DEL GAD GRÁFICO 2 INTERFACES DE RED INSTALADAS EN EL GAD DE SAN MIGUEL GRÁFICO 5 PRINCIPALES APLICACIONES INSTALADAS GRÁFICO 6 TEST DE VELOCIDAD DE INTERNET GRÁFICO 8 NÚMERO DE DISPOSITIVOS CONECTADOS A LA LAN GRÁFICO 9 BROADCAST GENERADO EN LA LAN GRÁFICO 10 REPRESENTACIÓN DE PRESENCIA DE PROTOCOLOS GRÁFICO 11 TRÁFICO DE LA LAN GENERADO DIARIAMENTE GRÁFICO 12: CONSUMO DE ANCHO DE BANDA POR PROTOCOLO FRENTE AL TRÁFICO TOTAL GRÁFICO 13 COMPARACIÓN ENTRE LOS PUNTOS EXISTENTES Y LOS DEL REDISEÑO GRÁFICO 14: MUESTRA DE PÁGINAS GRÁFICO 15 TRANSFERENCIA TOTAL PARA CARGA xiv

15 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 UBICACIÓN DEL CANTÓN SAN MIGUEL DE BOLÍVAR... 7 FIGURA 2 RED ACTUAL DEL GAD DE SAN MIGUEL... 8 FIGURA 3 TOPOLOGÍA PARA INTEGRACIÓN DEL SERVIDOR DE MONITORIZACIÓN FIGURA 4 TOPOLOGÍA DEL REDISEÑO DE LA RED DE DATOS FIGURA 5 COMUNICACIÓN INTER VLAN A TRAVÉS DE UN SWITCH DE CAPA FIGURA 6 RACK DEL CUARTO DE EQUIPOS FIGURA 7: CONEXIÓN ENTRE EQUIPOS ACTIVOS FIGURA 8: DISTRIBUCIÓN DE PUERTOS PATCH PANEL DE DATOS FIGURA 9: CONEXIÓN SWITCH DE DATOS CON EL PATCH PANEL FIGURA 11 DISTRIBUCIÓN DE LOS IDFS DENTRO DEL GAD FIGURA 12 RACK DE LA PLANTA BAJA FIGURA 13: IDF PRIMER Y SEGUNDO PISO FIGURA 14 BACKBONE GAD SAN MIGUEL FIGURA 15 CAJA ADOSABLE FIGURA 16 FACEPLATE PVC FIGURA 17 JACK CATEGORÍA FIGURA 18 CABLE UTP CAT FIGURA 19: CABLEADO HORIZONTAL FIGURA 20 PATCH CORD CATEGORÍA FIGURA 21: CONEXIÓN FACEPLATE -PC FIGURA 22: CONEXIÓN FACEPLATE TELÉFONO IP PC FIGURA 10: DISTRIBUCIÓN DE PUERTOS PATCH PANEL DE CÁMARAS xv

16 RESUMEN ELABORACIÓN DE LOS TÉRMINOS DE REFERENCIA PARA LA NUEVA INFRAESTRUCTURA DE RED DEL GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLIVAR La elaboración de Términos de Referencia para contrataciones públicas consiste en la presentación de un marco referencial para atender un problema o necesidad de algún organismo público o privado, en este caso es motivo de estudio el área tecnológica de infraestructura de la red de datos del GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLÍVAR, implicando así el análisis de situación actual de los equipos y una proyección para suplir sus necesidades futuras tomando en cuenta las nuevas tecnologías en comunicaciones, equipos de red de datos, cableado estructurado y aplicaciones. DESCRIPTORES: DISEÑO DE REDES DE DATOS / REDISEÑO DE INFRAESTRUCTURA DE RED / TERMINOS DE REFERENCIA / CABLEADO ESTRUCTURADO / MONITORIZACION / MONITOREO xvi

17 ABSTRACT DEVELOPING TERMS OF REFERENCE FOR THE NEW NETWORK INFRASTRUCTURE OF GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLIVAR The preparation of Terms of Reference for public procurements involves the presentation of a framework to cater a problem or need for any public or private agency, in this case is being studied the technological area of data network infrastructure of the GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLÍVAR, thus implicating the analysis of current situation of equipment and a projection to meet their future needs considering the new communications technologies, equipment of data networking, structured cabling and applications. DESCRIPTORS: DATA NETWORK DESIGN / NETWORK INFRASTRUCTURE REDESING/ TERMS OF REFERENCE/ STRUCTURED CABLING / MONITORING / xvii

18 xviii

19 xix

20 INTRODUCCIÓN En el presente las instituciones públicas como privadas necesitan considerar la utilización de tecnologías de la información y comunicación para una rápida y ordenada gestión de sus procesos así como el beneficio de disponer de datos inmediatos, confiables, íntegros y accesibles desde cualquier. El Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar desde sus inicios como entidad gubernamental ha venido realizando una importante y valiosa labor para toda la comunidad Sanmigueleña a través de proyectos y obras de propósito general. Su progreso ha venido con el pasar de los años hasta llegar a la era de la información y comunicación. Tomando en cuenta esta premisa y haciendo un análisis de la situación actual en cuanto al advenimiento de nuevas tecnologías de información se propone para el GAD de San Miguel de Bolívar el proyecto de ELABORACIÓN DE LOS TÉRMINOS DE REFERENCIA PARA LA NUEVA INFRAESTRUCTURA DE RED DEL GOBIERNO AUTONOMO DESCENTRALIZADO DE SAN MIGUEL DE BOLIVAR, siendo este el primer paso para una futura implementación y solución definitiva para las comunicaciones y una sólida base para su crecimiento tecnológico. 1

21 CAPITULO I 1. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA 1.1. Planteamiento del problema Dado el rápido crecimiento tecnológico de las comunicaciones y redes de datos a nivel mundial, resulta imperativo poseer una base tecnológica sólida y una infraestructura de red segura, escalable, con tolerancia a fallos que soporte el flujo de datos y garanticen un normal desarrollo de las actividades laborales de cualquier usuario. El Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar es una institución que presta servicios a la comunidad como cobro de catastros, predios, planeamiento de proyectos entre otros y que para realizarlas de una manera moderna ha invertido en el área tecnológica realizando importantes avances adquiriendo nuevos equipos de cómputo y software para llevar a cabo sus labores cotidianas las mismas que al principio se desenvolvían con fluidez, pero que con el incremento de estaciones de trabajo, usuarios y más servicios de red como internet, impresión, compartición de archivos y aplicaciones de comunicación producen que el desempeño de la comunicación entre estaciones de trabajo y demás elementos de datos fuera decayendo paulatinamente Formulación del problema Todo flujo de información que se genera en el GAD 1 de San Miguel de Bolívar se lo transporta a través de su red de área local (LAN 2 ) en el mejor de los casos o por otro lado se sigue con procesos manuales, siendo ésta, conjuntamente con equipos activos y pasivos de red la infraestructura principal para la comunicación entre los usuarios. Esta institución a acarreando varios problemas tecnológicos como administración de equipos de networking y falta de servicios de comunicación o por la poca continuidad del personal encargado del área y apoyo en proyectos tecnológicos; para resolver estos problemas, la mencionada institución necesita modernizar toda la infraestructura de comunicaciones necesitando como primera etapa un diseño de una nueva infraestructura y un análisis de equipos de networking que serviría como marco referencial para el proceso de contratación pública. 1 GAD Gobierno Autónomo Descentralizado 2 Local Area Network: Red de área local 2

22 1.3. Interrogantes de la investigación Cuáles son los problemas que aquejan al GAD de San Miguel de Bolívar? No poseer de un diseño de cableado estructurado tolerante a fallos. Acceso Wireless limitado Problemas de conectividad entre los usuarios. El acceso telefónico es para determinados usuarios Falta de un circuito cerrado de televisión Por qué se debe realizar el diseño de la nueva infraestructura de red de datos para el GAD de San Miguel de Bolívar? El diseño que se propone es la parte inicial de la solución definitiva puesto que se contempla el análisis de la situación actual de toda la infraestructura para luego realizar el diseño lógico y físico. Cuáles son los servicios de red de mayor prioridad en el GAD de San Miguel de Bolívar? Servicio de comunicación de datos confiable Internet para todos los usuarios sea éste cableado o vía inalámbrica Telefonía basada en VoIP 3 Comunicación con sus servidores DHCP 4, DNS 5, LDAP 6, SMTP 7, FTP 8, etc. Administración de acceso a los recursos de internet y red interna Circuito cerrado de televisión 1.4. Objetivos de la investigación 1.5. Objetivo General Analizar la situación actual de la Infraestructura de Red del Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar y diseñar la Nueva Infraestructura de Red que se ajustará a las normativas y estándares internaciones que sirva como base para una futura implementación como solución definitiva para los problemas de comunicación de datos que posee esta institución y elaborar un documento llamado 3 VoIP Voz sobre IP 4 DHCP Dynamic Host Configuration Protocol: Protocolo de Configuración de Host Dinámico 5 Domain Name System: Sistema de Dominio de Nombres 6 Lightweight Directory Access Protocol: Protocolo de Acceso a Directorio Ligero 7 Simple Mail Transfer Protocol: Protocolo Simple de Transferencia de Correo 8 File Transfer Protocol: Protocolo de Transferencia de Archivos 3

23 Términos de referencia que contendrá las especificaciones técnicas de los equipos activos y pasivos que se utilizarán para la solución tecnológica Objetivos Específicos Analizar la situación actual de la red de datos que diagnostique el desempeño de la misma para aplicar soluciones técnicas viables que permitan mejorar el desempeño de la red. Proveer de un diseño de red de datos de acuerdo a las exigencias tecnológicas de comunicaciones unificadas de datos con énfasis en tolerancia a fallos, escalabilidad, calidad de servicio y seguridad. Analizar el ancho de banda actual de internet y otros servicios de red con la utilización de herramientas de software libre o propietario en sus versiones demo y sugerir el plan de servicio de internet que se ajusta a las necesidades actuales y futuras. Diseño de cableado estructurado con base en la norma ANSI 9 /EIA 10 /TIA vigente contemplando los siguientes subsistemas: o Diseño del cableado horizontal o Diseño del cableado vertical o backbone o Diseño del cuarto de telecomunicaciones o Diseño del cuarto de equipos o Diseño de la red inalámbrica o Comparar los dispositivos de networking disponibles en el mercado (switching, routing, firewall, central telefónica, NVR 12 ) que se ajusten a los reales requerimientos del GAD de San Miguel de Bolívar y sugerir los que son necesarios para la modernización de la infraestructura de red de datos. o Elaboración de los términos de referencia de los equipos activos, pasivos y cableado estructurado Justificación Con el presente proyecto para el GAD de San Miguel de Bolívar se pretende: 9 American National Standards Institute Instituto Nacional Estadounidense de Estándares 10 Electronic Industries Alliance Alianza de Industrias Electrónicas 11 TIA Telecommunications Industry Association Asociación de la Industria de Telecomunicaciones 12 NVR: Network Video Recorder Grabadora de video en red 4

24 Planificar el crecimiento real de la infraestructura de red para futuras instalaciones. Permite mejorar la seguridad y control de la información que se utiliza, otorgando acceso a determinados usuarios a cierta información o impidiendo la modificación de diversos datos Alcance y Limitaciones De los objetivos planteados dentro de la investigación podemos definir que el alcance del proyecto y la arquitectura del mismo para el diseño de la nueva infraestructura de red del GAD de San Miguel de Bolívar se establecen de la siguiente manera: Determinación de la topología de red más adecuada para el GAD de San Miguel de Bolívar. Enrutamiento y determinación del cableado necesario para el transporte de datos hacia las estaciones de trabajo, entre servidores y equipos de red. Determinación de la ubicación de los cuartos de telecomunicaciones, cuarto de equipos y elementos no comunicaciones a instalarse en cada uno de ellos. Estudio, sugerencia y elaboración de los términos de referencia de los equipos de networking necesarios para montar la infraestructura que se emplearía para una futura implementación de este proyecto. Diseño del direccionamiento IP de toda la nueva infraestructura y administración mediante VLAN 13 s de los equipos de switching. Elaboración del presupuesto referencial de los equipos de la red activa. El desarrollo del proyecto presenta las siguientes limitaciones La implementación ya que por el carácter público la entidad beneficiada del presente diseño quedaría postergado hasta que se otorgue la respectiva partida presupuestaria considerando que los equipos o dispositivos involucrados son de mediano y alto costo. 13 VLAN: Virtual Local Area Network; Red de Área Local Virtual 5

25 CAPITULO II 2. SITUACIÓN ACTUAL 2.1. Antecedentes de la investigación El edificio en donde funciona el GAD de San Miguel de Bolívar fue construido por los años de 1970, en aquellos días no se había previsto el avance tecnológico de estos tiempos razón por la cual la mencionada edificación no consta con las instalaciones para cableado estructurado ni secciones previstas para un cuarto de equipos o comunicaciones. Con la llegada de la era de la información y comunicación, el GAD de San Miguel no se ha quedado atrás y empieza su modernización en el campo de la computación a mediados de los años de 1990 con la adquisición de las primeras computadoras para el área de Contabilidad y Recaudaciones y de la mano del sistema contable se conformó la primera red de datos para institución que constaba de dos computadores. Con la globalización de la información y con la necesidad de mejorar y modernizar sus procesos la institución fue poco a poco adquiriendo su infraestructura tecnológica con la adquisición de nuevos equipos de cómputo. El presente capítulo describe los pasos que se realizaron para efectuar la investigación siguiendo la metodología de campo, puesto que está directamente relacionada con el levantamiento de información que se genera en el edificio donde funciona el Gobierno Autónomo de San Miguel de Bolívar donde se obtendrá información exclusiva de la red de área local, equipos activos y pasivos y elementos que la conforman enfocándose en los objetivos planteados Delimitación geográfica El organismo gubernamental para el que se está haciendo la investigación es el Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar ubicado en: 6

26 País: Ecuador Provincia: Bolívar Cantón: San Miguel Parroquia: Central Latitud: Longitud: San Miguel de Bolívar Figura 1 Ubicación del Cantón San Miguel de Bolívar Fuente: Google Maps Autor: Tesista 2.3. Red de Datos La red de datos de la institución consiste en un conjunto de equipos activos y pasivos que se han adaptado a los requerimientos funcionales de la organización, en la Figura 2 se esquematiza topológicamente la situación actual de las instalaciones. En la visita se pudo observar: Modem ADSL provisto por el proveedor de internet contratado por la institución. Un sistema firewall que consistía en un computador en el que estaba instalado un sistema operativo basado en Linux para hacer filtrado web. Un switch no administrable de 48 puertos, al que se conectaban todos los dispositivos que conformaban la red de datos. Lo concerniente al cableado consiste en una mixtura de tecnología 5 y 5e Acceso a la red inalámbrico para la institución como servicio general no existe, este acceso es exclusivo para el área de informática cuyas oficinas coinciden en donde funciona el cuarto de equipos y es provisto por el módem ADSL. 7

27 Existen computadores que pertenecen a la institución pero que no forman parte de la red de datos puesto que no existe el cableado para hacerlo. No poseen un sistema centralizado de administración de usuarios. Figura 2 Red Actual del GAD de San Miguel Fuente: Área de Informática del Gobierno Descentralizado de San Miguel Autor: Tesista Dispositivos de red Los dispositivos instalados de la infraestructura de red del GAD de San Miguel presentan limitaciones en software y hardware puesto que no se los puede administrar, por esta razón no se puede establecer reglas o políticas que contribuyan al mejoramiento del desempeño de la red, en su momento debían satisfacer los requerimientos de la institución, ahora a causa de estos equipos se están presentando algunos problemas que la sección Problemática encontrada en la red de datos se describirán. En la Tabla 1 se puede encontrar los dispositivos instalados y la función que desempeña. 8

28 Equipos / Dispositivo Modem Switch D-Link Características - Modem ADSL - Router - Switch 4 puertos - Access Point - 48 puertos 10/100 Fast Ethernet 14-2 puertos 10/100/1000 Uplink 15 -No administrable Función Proveer de internet al Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar Equipo principal de conmutación de la red de área local Rack Firewall - Cerrado - 42 Unidades de Rack - Distribución Linux - Versión Albergar y proteger los dispositivos de red Establece reglas de filtrado para el acceso web Tabla 1 Equipos y dispositivos del GAD de San Miguel de Bolívar Fuente: Área de Informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista Acceso a la red Debido a la antigüedad del edificio en donde funciona el GAD de San Miguel, durante su diseño jamás se tomó en cuenta la tecnología en el área de comunicación centralizada, la red de datos de la institución fue creciendo según los nuevos requerimientos tecnológicos que necesitaba cubrir. Considerando lo anteriormente expuesto se pudo evidenciar que existen estaciones de trabajo que no poseen conexión a la red y permanecen aisladas de las aplicaciones que utiliza la institución. Los usuarios de estos computadores deben realizar su trabajo y almacenarlo en unidades magnéticas o digitales para transportarlo a un computador con acceso a la red de datos Puntos de datos Los puntos de datos instalados actualmente en la institución son simples es decir, cuentan con un solo jack para conexión a la red y la instalación del mismo por medio de una caja adosable sobrepuesta a la pared. 14 Fast Ethernet: Estándares del IEEE para redes Ethernet a 100 Mbps 15 UpLink: Puerto de un switch especializado en proveer de mayor ancho de banda para enlazarse con otro switch de las mismas características. 9

29 A continuación se muestra el número de puntos de datos existentes en el GAD de San Miguel de Bolívar. Planta baja Departamento Punto PC Recaudación 1 Talento Humano 3 Recaudación 0 Recepción de documentos 0 Avalúos y Catastros 8 TOTAL Planta Baja 12 Tabla 2: Puntos de datos Planta Baja Fuente: Área de informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista Primer piso Departamento Punto PC Pro Secretaría 1 Dirección Administrativa 1 Alcaldía 0 Antesala Alcaldía 0 Secretaría 1 Riesgos 3 Compras Públicas 2 Coordinación Institucional 1 Jurídico 4 TOTAL Primer Piso 13 Tabla 3: Puntos de datos del Primer Piso Fuente: Área de Informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista Segundo Piso Departamento Punto PC Dirección 1 Secretaría 3 Archivo 0 Auxiliar 2 Auditoría 1 Contadora 1 Centro de cómputo 4 OO.PP.MM 2 Planificación 2 Líneas de fábrica 2 TOTAL Segundo Piso 18 10

30 Tabla 4: Puntos de datos Segundo Piso Fuente: Área de Informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista TOTAL PUNTOS DE RED 43 Tabla 5 Total puntos de red Fuente: Área de Informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesis Computadores y Servidores El desempeño óptimo de una red de datos no solo depende de la capacidad operativa de los dispositivos de red sino también de los equipos emisores y receptores de la información y del poder de cómputo que éstos dispongan. Dicho esto, a continuación se realiza un análisis de los computadores conectados a la red de datos de la institución. Las características de los computadores de la institución son muy variadas, algunas de las más relevantes para la presente investigación entre hardware y software son: CPU NIC o tarjeta de red Aplicaciones instaladas La información que se presenta a continuación representa un resumen del inventario de equipos de cómputo entregado por el Ing. Danny Gaibor responsable del área de sistemas de la institución. 11

31 1,50 GHz; 3; 8% 2,60 GHz; 2; 5% 2,30 GHz; 1; 3% 2,80 GHz; 2; 5% Procesador 2,00 GHz; 3; 8% 2,90 GHz; 3; 8% 1,80 GHz; 1; 3% 2,50 GHz; 3; 8% 3,50 GHz; 1; 2% 1,00 GHz; 1; 3% 3,00 GHz; 18; 47% Gráfico 1 Microprocesadores instalados en los computadores del GAD Fuente: GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista Del análisis del Gráfico 1 Microprocesadores instalados en los computadores del GAD se puede inferir que cerca del 80% de los microprocesadores son características aceptables para procesar la información proveniente de la red de datos. Otro parámetro a analizar es la tarjeta de red puesto que a través de este dispositivo se realiza la integración a la red. Actualmente existen en el mercado existen tarjetas que proveen diferente ancho de banda de conexión a red entre las más populares son las Fast Ethernet que proveen un ancho de banda 10/100 Mbps 16, por otro existen las tarjetas de red Gigabit Ethernet que ofrecen tasas de transferencia hasta 1000 Mbps y soporta los estándares 10/100/1000, pero esta característica es una tercera parte de la comunicación, la segunda parte es el cableado ya éste debe soportar la tasa de transferencia ofrecida por la tarjeta de red, el cableado UPT categoría 5e soporta tasas de transferencias 10/100 Mbps y el UTP categoría 6 soporta transferencias 10/100/1000. Finalmente se encuentra el dispositivo con el que se va a realizar la transferencia de información, en este punto se debe tomar en cuenta que se regularizará la tasa de transferencia de acuerdo al dispositivo que menores prestaciones tenga, también tiene relación directa con todos los equipos pasivos del cableado como jacks, patch panel y equipos activos como conmutadores. Por ejemplo si se desea realizar la transferencia de un archivo 4 GB entre dos computares que sus tarjetas de red soporten Gigabit Ethernet, el cableado horizontal es de 16 Mbps: Mega bits por segundo 12

32 categoría 6 pero el jack del patch panel soporta únicamente Fast Ethernet entonces la transferencia se realizará a 10/100 Mbps, si la transferencia se hubiese a 10/100/1000 el tiempo de transferencia sería 34.3 segundos pero como se la realizó a 10/100 el tiempo de la transferencia sería segundos, los dos cálculos se los realiza bajo condiciones ideales. Tarjeta de Red 10/100/1000; 10; 26% 10/100; 28; 74% 10/100 10/100/1000 Gráfico 2 Interfaces de red instaladas en el GAD de San Miguel Fuente: Área de Informática del Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel Autor: Tesista Según los datos presentados en el Gráfico 2 Interfaces de red instaladas en el GAD de San Miguel se puede observar que casi el 75% de las tarjetas de red son Fast Ethernet y ahora cruzando la información con la Tabla 1 Equipos y dispositivos del GAD de San Miguel de Bolívar en donde se hace referencia a los puertos del switch vemos que también son Fast Ethernet, esta información nos permite decir que la comunicación en la institución es a 10/100 Mbps además que el cableado es de categoría 5. La institución cuenta con un servidor en donde se encuentran instaladas las aplicaciones utilizadas para cobro y registro de impuestos, también se halla la base de datos es decir, en un solo dispositivo se encuentra toda la información del GAD de San Miguel. 13

33 Equipo Sistema Operativo Software Base Aplicaciones ECSMP001CON Windows Server OFFICE 2003 Tabla 6 Servidor de aplicaciones de la institución Fuente: Área de Informática del GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista - MSQL SERVER SIC - SIGAME - SICMSM - SCS Las aplicaciones que se encuentran instaladas en éste servidor se las aprecia en la Tabla 7 Descripción de las aplicaciones de la institución Nombre Arquitectura Descripción Activo desde: Base de Datos SIGAME Cliente - Servidor SIC Cliente - Servidor SIC- MSM Cliente - Servidor SISTEMA DE GESTION FINANCIERA SISTEMA INTEGRAL DE CATASTROS DE PREDIOS URBANOS Y RURALES PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL CATASTRO DE IMPUESTOS PREDIALES DEL CANTÓN SAN MIGUEL Y COBRO DE TITULOS DE CREDITO SISTEMA INTEGRAL DE CATASTROS DE PREDIOS URBANOS DE LA SPARROQUIAS, ADOQUIN, MERCADO Y PESAS Y MEDIDAS PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL CATASTRO DE IMPUESTOS PREDIALES DEL CANTÓN SAN MIGUEL Y COBRO DE TITULOS DE CREDITO Tabla 7 Descripción de las aplicaciones de la institución Fuente: GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista 2002 Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server

34 OFFICE- MSQL SERVER SIC - SIGAME-SICMSM- SCS; 1; 3% OFFICE- AUTOCAD; 3; 8% OFFICE SIC CATASTROS; 4; 10% OFFICE- SIG AME; 6; 16% OFFICE - SIGAME - SIC CATASTROS; 1; 3% IPCOP; 1; 2% OFFICE - DIM- FACTURACON ELECTRONICA; 1; 3% OFFICE ; 1; 3% Aplicaciones instaladas Gráfico 3 Principales aplicaciones instaladas Fuente: GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista OFFICE; 20; 52% Red inalámbrica El GAD de San Miguel de Bolívar cuenta con una red inalámbrica de uso exclusivo del área de informática de la institución dado que no existe la infraestructura para este servicio. Se debe tomar en cuenta que el área de cobertura de esta red inalámbrica es limitada al cuarto de sistemas por poco alcance del equipo emisor de radio frecuencia Sistema telefónico El acceso telefónico dentro del GAD de San Miguel de Bolívar se limita a los 9 números que poseen. No poseen ningún tipo de centralización de este servicio Servicio de internet La Corporación Nacional de Telecomunicaciones CNT es el proveedor del servicio de internet el mismo que tiene las siguientes características: Tipo de plan de internet: Internet Banda Ancha Hogar Compartición: 8 a 1 Servicio asimétrico Velocidad de descarga de archivos: 2.27 Mbps Velocidad de subida de archivos

35 Gráfico 4 Test de velocidad de internet Fuente: CNT Autor: Tesista Cabe mencionar que es la única conexión hacia internet y la prueba fue realizada fuera de las horas de trabajo Servicio de impresión De acuerdo al levantamiento de información realizado en el GAD de San Miguel de Bolívar y cruzada la información que entregó el área de informática de esta institución se puede observar que existen impresoras de dos tipos, las que tienen: Conexión a la red Sin conexión a la red Para el propósito de esta investigación se toma en cuenta únicamente a las que se pueden conectar a la red de datos, existiendo un total de 11 dispositivos de impresión con esta característica pero de éstos ninguna estuvo conectada a la red de datos sino que estaban conectadas a un solo PC por medio de un cable USB Los datos obtenidos durante el levantamiento de información de la red de datos del GAD de San Miguel de Bolívar se resumen en el siguiente gráfico. 16

36 CAPITULO III 3. LIMITACIONES Una vez determinada la situación actual de la infraestructura de red del GAD de San Miguel de Bolívar e identificados algunos de los problemas más importantes que aquejan a esta institución en cuanto al área tecnológica, en el presente capítulo se describirán estos problemas para su registro y planteamiento de una solución. Para identificar los problemas tecnológicos que presenta esta entidad gubernamental se realiza la instalación de un servidor de monitorización que forma parte de la red institucional. El mencionado dispositivo tiene como objetivo principal realizar capturas de tráfico de manera diaria para el posterior análisis de los resultados Monitorización de la red de datos Durante los meses de septiembre y octubre se realizó la obtención de datos de la red de datos del GAD de San Miguel de Bolívar a través de la herramienta Capsa Colasoft, en la versión de prueba, se obtuvo 16 muestras completas para analizarlas. La monitorización del tráfico de datos de la red del GAD de San Miguel de Bolívar se la realizó a nivel de capa 2 y 3 del modelo de referencia OSI 17 bajo los parámetros de cantidad de tráfico, tasa de transferencia y porcentaje de utilización a más que proveerá información de: Número de computadores conectados a la red Tráfico broadcast Protocolos de red más utilizados Tráfico que se genera diariamente El proceso de integración del servidor de monitorización se realizó siguiendo la topología mostrada en la Figura 3 Topología para integración del servidor de monitorización 17 OSI: El Modelo OSI divide en 7 capas el proceso de transmisión de la información entre equipo informáticos, donde cada capa se encarga de ejecutar una determinada parte del proceso global. Recuperado de: 17

37 Figura 3 Topología para integración del servidor de monitorización Fuente: Tesista Autor: Tesista 3.2. Resultados de la monitorización 3.3. Dispositivos conectados En la Gráfico 5 Número de dispositivos conectados a la LAN se puede observar que durante el periodo de monitorización existen como mínimo 40 computadores conectados a la red de datos de San Miguel de Bolívar y un máximo de 60. El inventario de equipos de cómputo de esta institución es 38 computadores conectados a la red de datos, tomando este dato como referencia se determina que durante la etapa de monitorización el porcentaje de dispositivos que no forman parte del inventario institucional fluctúa entre el 5% y 38% representando un riesgo a la seguridad de la información que circula por la red Gráfico 5 Número de dispositivos conectados a la LAN Fuente: GAD de San Miguel 18

38 Consumo de Tráfico (MB) Autor: Tesista 3.4. Tráfico de Broadcast El tráfico de broadcast es un elemento necesario en el funcionamiento de los protocolos que operan en la red de datos, a la vez que un problema por el consumo innecesario de ancho de banda y recursos. Limitar las consecuencias de un excesivo tráfico de broadcast es una de las tareas permanentes del administrador de la red. El tráfico es el envío de data a TODAS los dispositivos que conforman la red de datos sean estos red, subred o VLAN. Un paquete broadcast a nivel de la capa de red se lo envía a la dirección de red por ejemplo si la red es la /24 el paquete es enviado a la dirección IP , y si es generado en la capa de enlace de datos, la trama se envía con dirección FF:FF:FF:FF:FF:FF de broadcast, este procedimiento se realiza de manera automática para realizar el descubrimiento de nuevos equipos conectados a la red de datos o para enviar una misma información simultáneamente a toda la red, tomando en cuenta el Gráfico 6 Broadcast generado en la LAN podemos observar que éste tipo de tráfico ha variado mucho durante el periodo de monitorización lo que nos haría pensar que existe una rotación de equipos o conexión de nuevos dispositivos alta a la red de datos del GAD de San Miguel de Bolívar. Total Tráfico de Broadcast , ,03 486, , , , ,24414, , ,274413, , , ,068 Throughput (Kbps) Gráfico 6 Broadcast generado en la LAN Fuente: Tesista Autor: Tesista 19

39 3.5. Protocolos de red El Gráfico 7 Representación de presencia de protocolos representa el tráfico de datos identificados por el protocolo que lo genera y que fluyen a través de la red de datos del municipio de San Miguel de Bolívar, en éste se puede observar que el 50.82% del tráfico que fluye a través de la LAN corresponde al protocolo HTTP 18 el mismo que es utilizado en cada transacción World Wide Web y por tal motivo nos permite inferir que la mitad del tráfico de la red de datos está dirigido hacia el internet en un modo no cifrado. NetBios; 11, ; 12% PROTOCOLOS NBIPX; 0, ; 0% UDP; SSDP; 9, ; 10% 12,531375; 14% HTTPS; 5, ; 6% HTTP; 50, ; 55% TCP-OTROS; 1,804875; 2% DNS; 0,531625; 1% CIFS; 0, ; 0% SMTP; 0, ; 0% Gráfico 7 Representación de presencia de protocolos Fuente: GAD de San Miguel de Bolívar Autor: Tesista 3.6. Tráfico total generado en la red de datos En el Gráfico 8 Tráfico de la LAN generado diariamente se muestra el tráfico total generado en el GAD de San Miguel de Bolívar en éste se evidencia un pico máximo de 3250 MB y un mínimo 1750 MB. 18 HTTP: HyperText Transfer Protocol 20

40 , , , , , , , , , , , , , , , Total Gráfico 8 Tráfico de la LAN generado diariamente Fuente: GAD San Miguel de Bolívar Autor: Tesista 3.7. Resumen de la monitorización En la Tabla 8: Resumen de monitorización se puede evidenciar los resultados obtenidos durante la etapa de monitorización, en ésta se observan valores promedios de los parámetros relevantes para el proceso del rediseño de la nueva infraestructura de red de voz y datos de la institución. El segmento de red en donde se encuentran los dispositivos del GAD de San Miguel es: RED: Máscara: Gateway: De esta forma podemos tener conectados 254 dispositivos con las direcciones IP: hasta , se eliminan la primera y última dirección porque representan a la identificación de red y la dirección de broadcast respectivamente. Nº de computadores 51 Porcentaje de utilización del canal 1,774 % Throughput de la red 2283,736 Kbps 21

41 ,816 Tráfico total HTTP NetBIOS SSDP UDP-Other HTTPS TCP-Other DNS CIFS NBIPX BOOTP (SMTP) (RTP) Tabla 8: Resumen de monitorización Fuente: Tesista Autor: Tesista 2371,816 MB 1187,085 MB 227,226 MB 300,861 MB 221,047 MB 4,505 MB 139,836 MB MB 7,827 MB 6,535 MB 5,385 MB , , , ,047 4, ,836 10,429 7,827 6,535 5,385 Gráfico 9: Consumo de ancho de banda por protocolo frente al tráfico total Fuente: Tesista Autor: Tesista 3.8. Problemática encontrada en la red de datos Una vez culminada la etapa de monitorización de la red de datos se pudo evidenciar ciertos problemas que aquejaban a la misma, a estos se adicionan los que se pudo registrar durante un segunda visita a la institución además de los manifestados por el personal de Informática y usuarios de la institución. A continuación se describirán cada uno de los problemas encontrados en etapas anteriores de esta investigación. 22

42 3.9. Deficiencias en el Switch Como parte de la infraestructura de red de la institución se encuentra instalado un switch de capa 2 cuya densidad de puertos es de 48 de los cuales al menos 40 se encuentran utilizados. Este dispositivo es el único que funciona como conmutador de tramas para toda la red, por lo que su carga de trabajo es sumamente fuerte produciendo que deje de funcionar en ciertas ocasiones, cuando esto sucede toda la institución se queda sin acceso a la red de datos. Este dispositivo por su densidad de puertos en su momento soportó todo el crecimiento de usuarios de la red, pero en este momento está colapsando por la cantidad data que debe procesar Firewall inoperable Después de la etapa de monitorización de la red institucional en una visita al GAD de San Miguel, el personal del área de Informática indica que el Servidor Firewall que tenían instalado y funcionando como parte de la red dejó de funcionar o dejó de ser operativo. A consecuencia de esto el acceso a internet de todos los usuarios es sin restricción, de esta manera se está vulnerando las políticas de seguridad de la institución. Ahora el personal de Informática del GAD está buscado otro software libre para que realice las funciones de firewall Servidor de aplicaciones único La institución posee un servidor con todas las prestaciones para su funcionamiento 24 x 7 los 365 días del año en donde se encuentran instaladas todas las aplicaciones de uso del GAD descritas en la Tabla 7 y también las bases de datos, de esta forma han venido trabajando durante muchos años y si bien no ha presentado fallas el hardware es momento de realizar un plan de respaldo y la consideración de utilización de alguna tecnología para redundancia de información como un nuevo servidor espejo o sistemas de clúster entre otros Red inalámbrica Dentro de esta sección se identificó problemas sumamente graves que continuación se detallan. a 23

43 El acceso a la red de datos institucional de forma inalámbrica se reserva únicamente al área de informática puesto que no se dispone de la infraestructura para que este servicio sea común para todos los usuarios del GAD de San Miguel. De acuerdo a los datos que provee el GAD de San Miguel sobre los computadores que forman parte de su red de datos y los que se pudo obtener en la etapa de monitoreo se pudo evidenciar que existen conexiones que no están siendo registradas por el personal de informática de la institución, situación sumamente grave ya que al existir este tipo de conexiones se puede fugar información. Con esta información se puede inferir que: No existe una monitorización de la red por parte del área de informática que controle las conexiones para que no exista infiltraciones. El incremento de conexiones de la realiza de manera inalámbrica según lo observado en la monitorización. Las políticas de seguridad informática están siendo vulneradas en lo correspondiente a la confidencialidad de claves Servicio telefónico El servicio telefónico con que cuenta la institución se limita a las 9 líneas contratadas que deben dar abasto para más de 70 empleados. No cuenta con ningún dispositivo para centralizar las llamadas Enlace de internet y ancho de banda La institución cuenta con procesos críticos que se los debe realizar a través de conexiones a servidores remotos además muchos procesos que se los debe realizar de forma online (subida de archivos) como procesos de contabilidad, catastros, impuestos etc., tomando en cuenta la criticidad de estos procesos se debe considerar establecer un segundo enlace de internet puesto que a la cuidad de San Miguel de Bolívar provee este servicio al menos dos empresas de telecomunicaciones además de mejorar el ancho de banda de este servicio puesto que el actual es de 2.27 Mbps 24

44 3.15. Unidades de baterías de respaldo Durante la etapa de monitorización se produjeron varios cortes del fluido eléctrico por lo cual no se podía obtener muestras completas de tráfico generado diariamente, tomando en cuenta esta premisa se evidenció que la institución no tiene ningún tipo de energía eléctrica de respaldo como generadores de energía eléctrica a base de combustible fósil o para el centro de cómputo UPS 19 como respaldo energético para que el personal de informática tenga tiempo de apagar los equipos de red cuando se produzca un apagón Requerimientos del GAD de San Miguel El Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de Bolívar en su plan de actualización tecnológica tiene algunos requerimientos para cumplir con las exigencias que la AME 20 exige a más de la infraestructura de red subyacente que lo soporte y sea escalable Escalabilidad de la infraestructura de red La institución necesita una infraestructura de red que sea capaz de: Permitir la integración futura de nuevas estaciones de trabajo sin pérdida de la calidad de servicio Adaptarse a nuevas tecnologías Brindar facilidad de configuración Otorgar seguridad de la información Permanecer en vigencia al menos 10 años Tolerar fallas Sistema de video vigilancia Sistema de Gestión Municipal La Asociación de Municipalidades Ecuatorianas AME necesita la implementación del Sistema de Gestión Municipal con los subsistemas: Administración Tributaria Municipal (módulos de Determinación y Recaudación) 19 UPS: Uninterruptible Power Supply.- Es un dispositivo que gracias a sus baterías u otros elementos almacenadores de energía, puede proporcionar energía eléctrica por un tiempo limitado y durante un apagón eléctrico a todos los dispositivos que tenga conectados. Recuperado de 20 AME: Asociación de Municipalidades Ecuatorianas 25

45 Administración de la Información Predial Urbana y Rural Sistema Integral de Catastros Web e-sic Para lo cual necesita como óptimo los siguientes requerimientos de hardware y software: Cliente Sistema Operativo Navegador Procesador Almacenamiento Windows XP o superior Linux Mozilla Firefox Internet Explorer 8 Google Chrome 13.0 Core 2 duo 20 GB libres Servidor de aplicaciones web y base de datos Sistema Operativo Red Hat o CentOS Windows Server 2003 / 2008 Motor de Base de Datos Postgres Versión9x Servidor de aplicaciones Glassfish Version Servidor Web Apache Hardware del servidor Servidores Procesador Memoria RAM 21 Red 1 Servidor para la base de datos 1 servidor para la aplicación HP DL380G7 X5690 HPM US SVR2 Intel Xeon X5690 DDR3 12 GB Network Controller Two HP NC382i Dual Port Multifunction Gigabit Server Adapters Intranet Ancho de banda para publicación del sistema en internet Cableado Estructurado 2 Mbps subida 2 Mbps bajada Mínimo 5e 21 Random-Access Memory (RAM): Memoria de acceso aleatorio.- Memoria de trabajo para el sistema operativo y los programas. 26

46 Firewall Habilitar los puertos: Web: 8080 Puerto Seguro: 443 Postgres: 5432 Consola de administración Glassfish:

47 CAPITULO IV 4. SOLUCIÓN PROPUESTA En relación directa a la sección Problemática encontrada en la red de datos y Requerimientos del GAD de San Miguel de este documento, a continuación se analiza y propone una solución acorde a las necesidades de la institución a quien se hace el estudio Switching El switch es un dispositivo de red trabaja a nivel de capa dos y conmuta las tramas que llegan hacia los diferentes destinatarios de la red de área local siendo esta su función principal. Para conocer el destino de las tramas utiliza la tabla de direcciones MAC 22 obtenidas a través de solicitud ARP enviadas desde todos los computadores pertenecientes a la LAN. Este dispositivo no maneja direcciones IP para la transmisión de la información. Las direcciones MAC son números únicos pertenecientes a cada tarjeta de red y está en formato hexadecimal, el switch almacena esta dirección en su tabla de direcciones MAC para cuando llegue una petición de reenvió de información. El switch de la red del GAD de San Miguel puede presentar fallos como reenvío fallido de información, lentitud en el reenvío producido por las constantes actualizaciones de la tabla de direcciones MAC, cuellos de botella puesto que el dispositivo está trabajando al 83% de su capacidad con la red cableada sin tomar en cuenta la descontrolada conexión de usuarios a través de la red inalámbrica y además que es el único dispositivo de conmutación de la red. La solución propuesta por el autor es el reemplazo de éste dispositivo como centro de conmutación de la red, se debe realizar el diseño de red en donde se considere niveles de acceso y conmutación. El primer nivel debe ser el que tenga comunicación directa con los equipos finales como computadores, impresoras, access points etc. Los recursos de la red más utilizados por los usuarios deben estar a este nivel. 22 Media Access Control (MAC): Control de Acceso al Medio 28

48 El segundo nivel debe ser el que provea de servicios como routing entre VLAN, filtrado de paquetes, acceso a la WAN y se definen los dominios broadcast y multicast. Figura 4 Niveles de Switch Propuesto Fuente: Tesista Autor: Tesista Algunas de las ventajas con este diseño son: Capacidad de Mantenimiento: Segmentación física a cualquier nivel lo que facilita encontrar problemas dentro de la LAN Facilidad de Administración: Debido a que cada nivel tiene funciones específicas facilita la identificación en donde se deben realizar las modificaciones para el negocio Seguridad: Se puede definir políticas de seguridad y acceso en cada nivel Redundancia: Se utiliza enlaces redundantes para garantizar la conectividad Escalabilidad: Al ser una estructura modular permite agregar nuevos segmentos con total facilidad Problemas de filtrado de paquetes El dispositivo que funcionaba como firewall dentro de la institución era un computador con dos interfaces de red, la primera de ellas es la que recibía y enviaba el tráfico hacia internet, la otra en cambio otorgaba conexión con la red de datos de la institución. A continuación se describe las características de software y hardware. 29

49 Biostar P4M800- Mainboard M7A RAM 512 MB Hardware Disco duro 40 GB Microprocesador Pentium 1,0 GHz 10/100 Fast 2 Tarjetas de red Ethernet Sistema Operativo LINUX IPCOP Tabla 9 Hardware / Software del firewall Fuente: GAD San Miguel de Bolívar Autor: Tesista Como se puede observar en la Tabla 9 Hardware / Software del firewall las características del CPU son limitadas tomando en cuenta que únicamente el sistema operativo ocupa 256 MB para su funcionamiento, la falla puede este dispositivo puede deberse a múltiples circunstancias entre las principales: falta de memoria RAM. Como parte de mejora para esta clase de dispositivo es el reemplazo definitivo de este dispositivo por uno que sea diseñado para únicamente para las funciones de firewall, quepa en un rack, cumpla funciones básicas como filtrado web por usuarios, por dirección MAC, IP 23, https, http, ftp, cumpla funciones de servidor proxy, manejo de VLAN, soporte enlaces redundantes, realice balanceo de carga, bloqueo de puertos a más de servicios empresariales como antivirus, anti-spyware, prevención de intrusiones. Para el establecimiento de las reglas de firewall se debe tomar como base las indicadas en el Plan de Gobierno Electrónico en donde se especifica claramente las directrices que deben ejecutarse en estos dispositivos Red Inalámbrica Al no poseer una infraestructura de red inalámbrica institucional se sugiere el diseño de dicha infraestructura tomando en cuenta los siguientes puntos: Acceso inalámbrico desde todos los departamentos que conforman el GAD de San Miguel de Bolívar Identificadores de red únicos Administración centralizada 23 IP: Internet Protocol 30

50 Cumpla el estándar IEEE a/b/g/n Máxima seguridad de la información en identificación como en transferencia de data 4.4. Servicio telefónico El GAD de San Miguel no posee una administración centralizada de telefonía, su comunicación es a través de 9 líneas telefónicas. El autor sugiere el diseño la instalación de una central telefónica capaz de soportar 12 líneas y la conversión a tecnología IP para el aprovechamiento de la infraestructura de la red de datos Enlace a internet y ancho de banda El acceso al internet al día de hoy sumamente importante, ahora cualquier trámite se lo puede realizar a través del internet desde consultar el correo electrónico, hasta realizar compras al otro lado del mundo. Tomando en cuenta esta premisa, si para un usuario normal es imprescindible el acceso a internet más aún a una entidad gubernamental que necesita enviar y recibir información, realizar procesos online, conectarse a otras entidades gubernamentales. De acuerdo a la sección Enlace de internet y ancho de banda de este documento, el servicio de internet actualmente se lo recibe a través de un solo proveedor y el ancho 31

51 de banda es de 2.27 Mbps para los 68 funcionarios que laboran en la entidad resulta demasiado pobre el throughput que usa cada uno al momento que se conectan. La solución que el autor sugiere es realizar un estudio de ancho de banda para determinar cuál es el que necesita esta entidad para sus labores cotidianas, también se debe tomar en cuenta la contratación de un segundo proveedor de internet y un dispositivo que realice el balanceo de carga entre los dos proveedores, con esto se estaría al 50% la posibilidad de no tener el servicio de internet en la institución Unidades de baterías de respaldo Tomando en cuenta la importancia de los dispositivos porque almacenan información crítica para el municipio, se debe prever las fallas de los mismos, principalmente estas fallas en el funcionamientos se producen por fluctuaciones de energía y apagones, los compones son poco tolerantes a este tipo de problemas, por esta razón el autor sugiere que al menos se instale un UPS en el que se conecten los principales dispositivos, una vez que se produzca un apagón, este dispositivo de almacenamiento de energía permitirá a los funcionarios del área de informática apagar normalmente los equipos evitando de esta manera un apagado repentino y cuando se reestablezca el fluido eléctrico no destruya a los dispositivos por sobre voltaje Generalización de la solución En consideración de la situación actual de los dispositivos de networking del GAD de San Miguel y además de los requerimientos de esta institución para crecer en cuanto a la infraestructura, se realiza el análisis de las tecnologías a emplearse. El diseño de una topología de red es el primer paso en la fase de diseño lógico, ésta sirve para encontrar las necesidades de los usuarios, estimar la escalabilidad y adaptabilidad antes de seleccionar productos físicos o tecnologías. En consideración de los requerimientos tecnológicos e instalaciones arquitectónicas actuales del GAD de San Miguel conjuntamente con lo descrito en la norma ANSI/TIA/EIA 568-B se toma como referencia el marco topológico en estrella para el rediseño de la red de datos de la institución. La topología contendrá dos niveles jerárquicos que corresponden al nivel de distribución y acceso. El nivel de distribución se encargará de realizar el enrutamiento de paquetes de las redes virtuales y la capa de acceso se encargará de la 32

52 conmutación interna de la LAN. La capa de distribución consta de un switch de capa 3 de características de hardware y software superiores a los de la capa de acceso, a este se conectarán los switches de piso, los servidores de la institución y la conexión hacia fuera del complejo institucional. La capa de acceso está conformado por los switches de piso y concentrarán el acceso a la red de los dispositivos de la institución como computadores desktop, laptop, impresoras, registradores de huella digital, proyectores, access points y teléfonos IP. La modularización de la solución permitirá el escalamiento para el incremento de más estaciones de trabajo y la facilidad de detección de errores, bucles, cuellos de botella acompañado de nuevos dispositivos de red que garantizarán el procesamiento de la nueva data que se generará por la inclusión de nuevos servicios para esta institución. El cableado estructurado permitirá la seguridad e integridad de la información generada. Además el diseño presentado contempla el servicio de monitoreo de la institución a través de cámaras de vigilancia con tecnología IP, esto no producirá efecto alguno sobre la red de voz y datos puesto que está contemplada para este subsistema una red paralela independiente. Figura 5 Topología del rediseño de la red de datos Fuente: Tesista Autor: Tesista 33

53 5. DISEÑO CAPITULO V En el presente capítulo se realiza el diseño para la nueva infraestructura de red del GAD de San Miguel de Bolívar, se toma en cuenta los requerimientos realizados por la propia institución descritos en la sección Requerimientos del GAD de San Miguel del Capítulo IV. Se debe destacar que para garantizar la calidad de servicio de la red de datos, el sistema de circuito cerrado de televisión CCTV no empleará la infraestructura de red de datos es decir, se diseñará un cableado paralelo para cubrir las necesidades de CCTV Dimensionamiento de red El edificio en donde funciona el GAD de San Miguel cuenta con tres plantas, planta baja, primer y segundo piso respectivamente y allí están distribuidos todos los departamentos de la institución. El detalle de la ubicación de los puntos de red contemplados en el rediseño se pueden observar en la sección de ANEXOS Puntos de datos de la planta baja La cantidad de puntos de datos de la planta baja resultaban insuficientes para la demanda de funcionarios y no estaban se contemplaba puntos de datos para servicios como impresora, access point, qmatic 24 etc. En el presente diseño se contemplan todos estos servicios y se agregan los puntos de datos en las estaciones de trabajo en donde no existía antes. Puntos existentes más rediseño Planta Baja PC Impresora AP Cámara QMATIC Integración WiFi Enlace Total Puntos de Red Planta Baja 24 Tabla 10 Puntos de datos del rediseño de la red Fuente: Tesista Autor: Tesista 24 QMatic: Puntos de red necesarios para el funcionamiento de las pantallas que otorgan turnos en las salas de espera. 34

54 En la Tabla 10 Puntos de datos del rediseño de la red no se contabilizan los puntos para las cámaras de vigilancia, como se explicó antes, para este subsistema se diseñó una infraestructura de red paralela, tampoco se suman los puntos de acceso Wi-Fi dado que las conexiones se las realiza a través de un solo dispositivo Puntos de datos del primer piso Puntos existentes más rediseño Primer Piso PC Impresora AP Cámara QMATIC Proyector Integración WiFi Enlace Total Puntos de red Primer Piso 33 Tabla 11 Puntos de datos del primer piso Fuente: Tesista Autor: Tesista Puntos de datos del segundo piso Puntos existentes más rediseño Segundo Piso PC Impresora AP Cámara QMATIC Integración WiFi Enlace Total Puntos de Red Segundo Piso 34 Tabla 12 Puntos de datos del segundo piso Fuente: Tesista Autor: Tesista Total de puntos para el rediseño De acuerdo al diseño topológico presentado para el rediseño de la red, en cada piso se instalará un pequeño rack elevado y será el punto de concentración de todos los puntos de red de cada piso. Total GAD San Miguel de Bolívar PC Impresora AP Cámara QMATIC Proyector Integración WiFi Enlace Total GAD San Miguel de Bolívar 92 Tabla 13 Totalidad de puntos del rediseño Fuente: Tesista Autor: Tesista 35

55 NÚMERO DE PUNTOS DE RED PC Impresor a Puntos de RED Diseño Actual Vs Rediseño AP Cámara QMATIC Integraci ón WiFi Proyector Rediseño Red Actual Enlace Gráfico 10 Comparación entre los puntos existentes y los del rediseño Fuente: Tesista Autor: Tesista 5.2. Red de Área Local Virtual (VLAN) La utilización de redes área local virtual se está utilizando hoy en día con mucha frecuencia gracias a sus ventajas de resolución de problemas relacionados con dominios de colisiones e igual con dominios de broadcast. Para utilizar de manera óptima la tecnología VLAN se debe conocer las reglas del negocio y agrupar a los usuarios que posean características de acceso a la red similares, esto se lo hace sin importar la localización física de estos grupos. 36

56 Figura 6 Comunicación Inter VLAN a través de un switch de capa 3 Fuente: Tesista Autor: Tesista En la Figura 6 Comunicación Inter VLAN a través de un switch de capa 3 se puede observar que se pueden comunicar las PC01, PC32 y PC33 puesto que pertenecen a la misma VLAN aún cuando están en pisos diferentes, de esta manera se reduce los cuellos de botella ya que a través del switch únicamente pasa el tráfico para el respectivo destinatario, se debe tener en cuenta que en un puerto del switch se pueden configurar varias VLAN. Tomando en cuenta esto, la sugerencia para el GAD de San Miguel es el agrupamiento por departamento Cuarto de equipos Se define como el espacio dónde se ubican los equipos de telecomunicaciones comunes al edificio. Los equipos de esta sala pueden incluir centrales telefónicas (PBX), equipos informáticos (servidores), Centrales de video, etc. Sólo se admiten equipos directamente relacionados con los sistemas de telecomunicaciones. 37

57 En el GAD de San Miguel el cuarto de equipos se encuentra ubicado en el segundo piso en el ala norte compartiendo su espacio con el área de centro de cómputo y de acuerdo a la arquitectura del edificio se mantendrá allí para el presente diseño. El área del centro de cómputo del GAD es de m 2 y el área que se designará para el cuarto de equipos es de 3.5 m 2, aquí se instalará un bastidor cerrado de 42 unidades de rack que deben cumplir la normativa DIN parte 1 y 7, UNE parte 1 y parte 2 e IEC 297 parte 1 y 2, EIA 310-D Instalación de equipos de red en el rack Al cuarto de equipos llegará el cableado vertical o enlaces de los switches instalados en cada cuarto de telecomunicaciones de piso a más del cableado de las cámaras de vigilancia. Los equipos activos y pasivos de networking instalados en el bastidor se pueden apreciar en la Figura 7 Rack del Cuarto de Equipos. Figura 7 Rack del Cuarto de Equipos Fuente: Tesista Autor: Tesista 38

58 Canti dad Dispositivo Rol Descripción 2 Regleta multitoma 1 Patch Panel de Datos Categoría 6A 4 Organizador horizontal 1 Patch Panel de Cámaras Categoría 6 1 Switch PoE de 24 puertos 1 Switch Core Capa 3 de 24 puertos Suministrar energía eléctrica a los dispositivos de red Proveer interconexión entre los cuartos de telecomunicaciones y el cuarto de equipos a través del cableado backbone Mantener el cableado estructurado del rack de manera organizada Proveer conexión con las cámaras de vigilancia Gestión de datos de video Proveer de servicio core a la red 1 GPON Proveer de internet y líneas telefónicas digitales Esta regleta estará conectada al UPS El patch panel de 12 puertos Tamaño estándar de 19 Esta instalación constituye el cableado horizontal para el sistema de cámaras de vigilancia Switch con capacidad de proveer energía eléctrica a dispositivos de red Dispositivo con capacidad de realizar conmutación y ruteo Dispositivo provisto por la empresa de servicios de telecomunicaciones 1 Bandeja ODF Organizar los cables de FO Equipo pasivo que entrega la empresa de telecomunicaciones 1 Wireless LAN Controller Administrar los Access Points 1 Firewall Controlar el tráfico que ingresa o sale de la red de datos Administrador lógico de los Access Points de la red inalámbrica Dispositivo que filtra el tráfico de datos 1 Gateway de voz Interconexión con la PSTN Dispositivo de conexión entre las comunicaciones internas con la telefonía pública 1 Central telefónica IP Proveer comunicación de voz entre los usuarios de la LAN 1 NVR Almacenar la data generada por las cámaras de vigilancia 1 UPS Proveer energía eléctrica a los equipos de cómputo durante cierto límite Tabla 14: Breve descripción de los equipos activos Fuente: Tesista Autor: Tesista Gestiona la intercomunicación de voz Dispositivo que guarda todo lo captado por las cámaras de vigilancia Dispositivo que provee energía eléctrica con la suficiente autonomías para apagar el PC 39

59 Figura 8: Conexión entre equipos activos Fuente: Tesista Autor: Tesista Cableado Patch Panel Switch de Datos La Figura 9: Distribución de puertos Patch Panel de Datos muestra la conexión de los cables de enlace (cableado vertical) provenientes de los cuartos de telecomunicaciones, en total son 6 cables UPT categoría 6A con terminales (Jack) de la misma categoría ponchados bajo el estándar ANSI/TIA 568-A Figura 9: Distribución de puertos Patch Panel de Datos Fuente: Tesista Autor: Tesista 40

60 La conexión entre el patch panel de datos y el switch de datos capa 3 se la realizará por medio de patch cords de 5 pies de largo categoría 6A del mismo color que serán enrutados por el organizador vertical instalado en los dos parantes del rack cerrado. La conexión se puede apreciar en la Figura 10: Conexión Switch de Datos con el Patch Panel. Se deja el puerto número 1 del switch libre para la administración del mismo. Figura 10: Conexión Switch de Datos con el Patch Panel Fuente: Tesista Autor: Tesista 5.4. Cuarto de telecomunicaciones Es un lugar con ambiente controlado dedicado para equipo de telecomunicaciones que contiene el equipo electrónico de administración de una sección o piso de la red local. Sólo se admiten equipos directamente relacionados con los sistemas de telecomunicaciones. El rediseño de la red de datos cuenta con tres IDF que se ubicarán en cada planta del edificio de acuerdo a la siguiente tabla: Nombre Ubicación Departamento IDF 0 Planta Baja Recaudación IDF 1 Primer Piso Sala de espera IDF 2 Segundo Piso Sala de espera Tabla 15 IDFs Fuente: Tesista Autor: Tesista 41

61 El rack se ubicará según se muestra en los planos del a 1.80 m de altura medidos desde la losa de cada planta. Figura 11 Distribución de los IDFs dentro del GAD Fuente: Tesista Autor: Tesista IDF Planta Baja Consta de un rack cerrado de 9 unidades de rack (UR) Dentro del rack se instalarán: Un organizador horizontal de 1 UR. Un patch panel o panel de patcheo de 24 puertos categoría 6 Un organizador horizontal de 2 UR. Un switch administrable de 24 puertos. Una regleta multitoma. 42

62 La instalación de los equipos dentro del rack se muestra en la Figura 8 Figura 12 Rack de la planta baja Fuente: Tesista Autor: Tesista IDF Primer Piso, Segundo Piso Los IDF del primer y segundo piso contendrán los mismos dispositivos de red tanto pasivos como activos que se instalarán dentro de un rack de 9 unidades (UR). En el rack de los pisos mencionados se instalarán los siguientes equipos: Dos organizadores horizontales de dos unidades de rack Un organizador horizontal de una unidad de rack Una regleta multitoma Un patch panel de 48 puertos Un switch de 48 puertos Figura 13: IDF Primer y Segundo Piso Fuente: Tesista Autor: Tesista 43

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