ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

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1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN EN UNA INSTITUCIÓN FINANCIERA DE UNA RED INALÁMBRICA WLAN ADMINISTRABLE, ESCALABLE, CON CALIDAD DE SERVICIO (QoS), ALTA DISPONIBILIDAD (HA) Y QUE CUMPLA CON EL ESTÁNDAR n PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y REDES DE INFORMACIÓN ANDREA MAGALY RODRÍGUEZ FIERRO DIRECTOR: ING. FABIO GONZÁLEZ GONZÁLEZ Quito, Marzo 2015

2 I DECLARACIÓN Yo Andrea Magaly Rodríguez Fierro, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. Andrea Magaly Rodríguez Fierro

3 II CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Andrea Magaly Rodríguez Fierro bajo mi supervisión. Ing. Fabio González G. DIRECTOR DEL PROYECTO

4 III AGRADECIMIENTOS A mi flaco querido (Dios), por mostrarme a lo largo del camino tus bendiciones. A los que representan mi razón de seguir día con día, a mi esencia, mi familia. A mi madre, la fuerza y responsabilidad en persona. A mi padre por ser incondicional y la perseverancia en persona. A mi hermana, mi compañera, mi cómplice, mi alegría y ejemplo de ver las cosas desde la perspectiva positiva. A todos mis familiares por constituir cada uno un pilar de mi vida, en especial a Marco, Adri, Patricio y Miriam por siempre confiar en mí y en mis habilidades. A la hermana que la vida me otorgó, mi querida Dany, mi confidente y mi todo, por siempre estar a mi lado, apoyándome en toda esta trayectoria conocida como vida, mi mejor amiga por siempre. A mis amigas Cris, Marit, mis hermanas del alma JP por acompañarme por más de una década en los momentos difíciles, con sus palabras de aliento y brindarme su hombro para llorar o sostenerme antes de la caída, así como también mis momentos alegres compartiendo risas, locuras y aventuras compartidas en todo nuestro camino de formación académica, espiritual y de vida misma. A mis compañeros y amigos de la temible politécnica: Pepe, Eduardo, Antonio, Dave que junto a mí compartieron momentos agradables así como también de lucha incansable, donde vimos que no es una competencia por llegar primeros sino un aprendizaje de resistencia y acumulación de habilidades para desempeñarnos

5 IV mejor en el ámbito laboral, en función de nuestra inteligencia y perseverancia, de los cuales he aprendido mucho y de su mano ha sido posible culminar esta etapa. A cada uno de mis profesores que dedicaron tiempo valioso de sus días, en cada clase impartida, en especial al Ing. Fabio González; por guiarme en la culminación de esta carrera con el desarrollo de este proyecto, y a la Ing. Soraya Sinche por ser más que una profesora una de las pocas personas que incentiva a vivir la carrera, aprovecharla y a disfrutar cada paso aprovechando el tiempo en esta tierra, para beneficio propio y de los demás. A mis compañeros de trabajo y en especial al Master Sensei Ing. Víctor Barrionuevo por depositar su confianza y apoyo para desarrollar este proyecto además de compartir sus valiosos conocimientos tanto profesionales como humanos, a quien agradezco infinitamente su guía profesional y estima. A todos aquellos que formaron parte de una u otra manera de este camino, que sin saber, impulsaron cada paso para lógralo mis más sinceros agradecimientos. Andrea Magaly Rodríguez Fierro

6 V DEDICATORIA El tiempo me ha enseñado que la vida no es una lucha constante, sino un conjunto de buenas elecciones ante oportunidades que se presentan en el camino, que dependiendo de cómo se lo vea, puede ser muy placentera o dificultosa. Si alguien me ha mostrado con su ejemplo de vida, de lucha, esfuerzo, superación, y alegría constante ante la vida dura, de quien he aprendido mucho y me muestra su amor con su sonrisa, su abrazo y su bendición; a quién es como mi madre y desde mis primeros días de vida me guío por mis primeros pasos en este mundo, mi Mamá Ana a quién con mucho orgullo y amor dedico este trabajo, fruto de mi sacrificio y dedicatoria constante. Andrea M. Rodríguez Fierro

7 VI CONTENIDO DECLARACIÓN... I CERTIFICACIÓN... II AGRADECIMIENTOS...III DEDICATORIA... V CONTENIDO... VI ÍNDICE DE FIGURAS... XI ÍNDICE DE TABLAS... XVII RESUMEN... XX PRESENTACIÓN... XXII CAPÍTULO FUNDAMENTOS TEÓRICOS INTRODUCCIÓN RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA INFRAESTRUCTURA DE UNA RED INALÁMBRICA PUNTOS DE ACCESO CONTROLADORAS INALÁMBRICAS ANTENAS ESTÁNDARES, CERTIFICADOS Y ENTIDADES REGULADORAS WIRELESS IEEE WIRELESS ESTÁNDAR Wi-Fi ALLIANCE PROTOCOLO ORIGINAL PROTOCOLO DE IEEE e FORMATO DE TRAMA Y VELOCIDADES SEGURIDAD EN REDES INALÁMBRICAS...50

8 VII AUTENTICACIÓN Y ENCRIPTACIÓN CAPÍTULO ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENTIDAD FINANCIERA Y DETERMINACIÓN DE REQUERIMIENTOS ANTECEDENTES DISTRIBUCIÓN DE PERSONAL EN EL EDIFICIO DE QUITO INFRAESTRUCTURA DE LA RED PARTE PASIVA DE LA RED PARTE ACtiva DE LA RED SERVIDORES Y SERVICIOS QUE ESTÁN DISPONIBLES SERVIDORES SPARC SERVIDORES X SISTEMAS OPERATIVOS EN SERVIDORES SERVICIOS DISPONIBLES AL ACCEDER A LA RED SERVICIO DE ACCESO A INTERNET SERVICIO DE ANTIVIRUS CORPORATIVO SERVICIO DE VIDEO CONFERENCIA SERVICIO DE CORREO ELECTRÓNICO SERVICIO DE IMPRESIÓN Y ESCANEO SERVICIO DE INTRANET SERVICIO DE ARCHIVO SISTEMAS DE BASE DE DATOS SERVICIO DE NOMBRES DE DOMINIO Y ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES IP EQUIPOS TERMINALES ADMINISTRACIÓN DE RED MANEJO DE LA IDENTIFICACIÓN Y AUTENTICACIÓN...96

9 VIII Novell e-directory (Servidores UIO41, UIO42) Novell Identity Manager IDM (Servidores UIO81, UIO65) ACUERDO DE NIVEL DE SERVICIO ANÁLISIS DE TRÁFICO ENLACE WAN QUITO GUAYAQUIL TRÁFICO GENERADO EN LA LAN DE QUITO PROTOCOLOS MÁS UTILIZADOS REQUERIMIENTOS Y JUSTIFICACIÓN DE LA RED INALÁMBRICA CAPÍTULO DISEÑO E IMPLEMENTACION DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA ANTECEDENTES CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DETERMINACIÓN DE USUARIOS BENEFICIARIOS DE ESTE SERVICIO APLICACIONES QUE VAN A CIRCULAR POR LA RED INALÁMBRICA ANCHO DE BANDA REQUERIDO ÁREAS DE COBERTURA SITE SURVEY CONEXIÓN DE LA RED WLAN CON LA CABLEADA EQUIPAMIENTO NECESARIO IDENTIFICADORES SSID PLAN DE DIRECCIONAMIENTO IP SEGURIDADES ADMINISTRACIÓN DE LA RED PUNTOS DE ACCESO

10 IX CONTROLADORAS INALÁMBRICAS CONFIGURACIONES PARA LA IMPLEMENTACIÓN INSTALACIÓN DEL MÓDULO WISM ROAMING CONFIGURACÓN SNMP CONFIGURACION QoS CONFIGURACIÓN DE LISTAS DE ACCESO CAPÍTULO PRUEBAS, RESULTADOS Y COSTOS ANTECEDENTES EQUIPOS DISPONIBLES EN EL MERCADO PUNTOS DE ACCESO ANTENAS CONTROLADORAS ANÁLISIS DE COSTOS ESTIMACIÓN DEL PRESUPUESTO REFERENCIAL PRUEBAS Y RESULTADOS RESULTADOS OBTENIDOS PRUEBAS DE RENDIMIENTO CAPÍTULO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS ANEXO A... A APLICACIONES QUITO-GUAYAQUIL PERIODO SEPTIEMBRE... A

11 X ANEXO B... B APLICACIONES QUITO-GUAYQUIL PERIODO OCTUBRE... B ANEXO C... C APLICACIONES QUITO-GUAYQUIL PERIODO NOVIEMBRE... C ANEXO D... D UTILIZACIÓN ANCHO DE BANDA CANAL UIO-GYE PERIODO ENE-MAR D ANEXO E... E UTILIZACIÓN ANDO DE BANDA CANAL UIO-GYE PERIODO ABR-JUN E ANEXO F... F APLICACIONES Y PROTOCOLOS RED INTERNA UIO... F ANEXO G... G PROTOCOLOS LAN UIO PERIODO ENE-JUN G ANEXO H... H OFERTA ECONÓMICA MEGASUPPLY SOLUCIÓN WIRELESS... H ANEXO I... I OFERTA ECONÓMICA ANDEAN TRADE SOLUCIÓN WIRELESS... I ANEXO J... J OFERTA ECONÓMICA TOTALTEK SOLUCIÓN WIRELESS... J ANEXO K... K MANUAL INSTALACIÓN CISCO Wism 2... K

12 XI ÍNDICE DE FIGURAS CAPÍTULO Figura 1-1 Topología de Red Inalámbrica... 4 Figura 1-2 Dispositivos y Topología Inalámbrica... 6 Figura 1-3 Principios de Radio Frecuencia...11 Figura 1-4 Antenas y Patrones de Radiación...19 Figura 1-5 Identificación de la WiFi Alliance...23 Figura 1-6 Frecuencias y Canales Figura 1-7 Velocidades del Estándar b...24 Figura a Canales y Velocidades...26 Figura Requiere Confirmación por cada Trama...28 Figura n usa Bloque De Confirmación para Tramas Constituidas...28 Figura 1-11 Transmisión Beamforming...30 Figura 1-12 xación Espacial...31 Figura 1-13 Máximo Radio Combinado...32 Figura 1-14 Beneficios de MIMO...34 Figura 1-15 Ejemplo de la aplicación de QoS...36 Figura 1-16 Flujos de Subida y Bajada con QoS...37 Figura 1-17 IFS-Espacio entre Tramas...39 Figura 1-18 Funcionamiento de DCF...40 Figura 1-19 Formato de Trama WMM...41 Figura 1-20 Colas WMM...42 Figura 1-21 Categoría de Acceso (AC) Temporización...42 Figura 1-22 Mecanismo EDCF...43

13 XII Figura 1-23 Formato de Trama Figura 1-24 Flujo de Autenticación...51 Figura 1-25 Encriptación...52 Figura 1-26 Encriptación Simétrica...53 Figura 1-27 Encriptación Asimétrica...53 Figura 1-28 Autenticación Abierta...55 Figura 1-29 Autenticación WEP...56 Figura 1-30 Funcionamiento WEP...58 CAPÍTULO Figura 2-1 Estructura Organizacional...63 Figura 2-2 Esquema de Infraestructura de Red Soportada...66 Figura 2-3 Diagrama de Red LAN...68 Figura 2-4 Esquema VSS de Core...68 Figura 2-5 Nivel de Procesamiento del Core...69 Figura 2-6 Esquema Lógico de la red LAN...72 Figura 2-7 Diagrama de BDD...73 Figura 2-8 Clúster de Virtualización...74 Figura 2-9 Ambiente de Réplica...75 Figura 2-10 Esquema del Uso del Servidor UIOSRV Figura 2-11 Esquema del Uso del Servidor UIOSRV Figura 2-12 Esquema del Uso del Servidor UIOSRV Figura 2-13 Esquema del Uso del Servidor UIOSRV Figura 2-14 Esquema del Chasis Blade UIO...81 Figura 2-15 Esquema del Chasis Blade GYE...81 Figura 2-16 Uso de Recursos Servidor UIO41 (Novell edirectory)...82 Figura 2-17 Uso de Recursos Servidor UIO42 (Novell edirectory)...83

14 XIII Figura 2-18 Uso de Recursos Servidor de Correo (Lotus Domino)...84 Figura 2-19 Distribución de Servidores por SO...85 Figura 2-20 Esquema de Videoconferencia...87 Figura 2-21 Esquema Lógico de la Plataforma IPAM...93 Figura 2-22 Esquema de IDM...97 Figura 2-23 Esquema de SLA...98 Figura 2-24 Enlaces WAN Figura 2-25 Análisis de Tráfico del Switch de Core_ Nodo Figura 2-26 Análisis de tráfico del Switch de Core_Nodo CAPÍTULO Figura 3-1 Diseño de Red WLAN Figura 3-2 Proyección Crecimiento del Personal Figura 3-3 Ancho de Banda año Figura 3-4 Ancho de Banda año Figura 3-5 Historial de Consumo de Figura 3-6 Plano Piso Figura 3-7 Solución Inalámbrica Piso Figura 3-8 Site Survey Piso 10 (2.4 GHz) Figura 3-9 Site Survey Piso 10 (5.8 GHz) Figura 3-10 Plano Piso Figura 3-11 Solución Inalámbrica Piso Figura 3-12 Site Survey Piso 16 (2.4 GHz) Figura 3-13 Site Survey Piso 16 (5.8 GHz) Figura 3-14 Plano Piso Figura 3-15 Solución Inalámbrica Piso Figura 3-16 Site Survey Piso 20 (2.4 GHz)...127

15 XIV Figura 3-17 Site Survey Piso 20 (5.8 GHz) Figura 3-18 Arquitectura RADIUS Figura 3-19 Tarjeta CISCO Wism Figura 3-20 Plataforma DHCP para Equipos Inalámbricos Figura 3-21 Verificación de Instalación de Wism Figura 3-22 Verificación de la Instalación de Wism Figura 3-23 Configuración Wism Figura 3-24 Acceso Web de la WLC Figura 3-25 Interfaces de WLC Figura 3-26 Configuración SSIDs Figura 3-27 Diagrama Físico Autenticación de Usuarios y Dispositivos Finales Figura 3-28 Diagrama Lógico Autenticación de Usuarios y Dispositivos Finales Figura 3-29 Configuración RADIUS Figura 3-30 Configuración ACS-WLC Figura 3-31 Configuración ACS edirectory Figura 3-32 Asociación LDAP Figura 3-33 Configuración Portal Cautivo Figura 3-34 Configuración Clean Air en a Figura 3-35 Configuración Clean Air para b Figura 3-36 Actualización de Software WLC Figura 3-37 Puntos de Acceso Registrados Figura 3-38 Configuración AP General Figura 3-39 Configuración de Interfaz del AP Figura 3-40 Asociación HA del AP Figura 3-41 Datos de AP...160

16 XV Figura 3-42 Asociación al Grupo de AP Figura 3-43 Configuración AP Autoridades Figura 3-44 Asociación de Interfaz del AP Figura 3-45 Configuración de HA de AP Figura 3-47 Configuración de Grupo AP Privilegiado Figura 3-48 Configuración Roaming Figura 3-49 Configuración SNMP Figura 3-50 Configuración SNMP V Figura 3-51 Configuración SNMP v Figura 3-52 Asociación Colector de Traps SNMP Figura.3-53 Esquema de QoS Figura 3-54 Nivel Platino de QoS Figura 3-55 Nivel Oro de QoS Figura 3-56 Nivel Plata de QoS Figura 3-57 Nivel Bronce de QoS Figura 3-58 Inventario de WLC Figura 3-59 Lista de Acceso SSID Invitados Figura 3-60 Lista de Acceso SSID Móviles Figura 3-61 Lista de Acceso SSID PDAs CAPÍTULO Figura 4-1 Ratificación de Buen Funcionamiento de APs Figura 4-2 Ratificación de Uso de Memoria y Asociación de Clientes Figura 4-3 Revisión de Configuración AP Figura 4-4 Revisión de Configuración de Interfaces de AP Figura 4-5 Revisión de HA en AP Figura 4-6 Revisión de Asociación de Grupo en AP...186

17 XVI Figura 4-7 Reporte de Air Quality en a/n Figura 4-8 Reporte de Air Quality en b/g/n Figura 4-9 Reporte del peor escenario Figura 4-10 Licencias Utilizadas...187

18 XVII ÍNDICE DE TABLAS CAPÍTULO Tabla 1-2 Frecuencias y Canales del Protocolo Tabla 1-3 Parámetros QoS...37 Tabla 1-4 Clasificación WMM y 802.1P...41 Tabla 1-5 Parámetros de WMM en Acces Point...44 Tabla 1-6 Parámetros de WMM para clientes...44 Tabla 1-7 Tipos de Tramas...47 CAPÍTULO Tabla 2-1 Número de Empleados de la Entidad...62 Tabla 2-2 Distribución de Personal en el Edificio de Quito...65 Tabla 2-3 Características Switches de Core...70 Tabla 2-4 Características Switches de Acceso...72 Tabla 2-5 Resumen uso del Servidor UIOSRV Tabla 2-6 Resumen del uso del servidor UIOSRV Tabla 2-7 Resumen uso del servidor UIOSRV Tabla 2-8 Resumen uso del servidor UIOSRV Tabla 2-9 Resumen del uso del servidor UIO Tabla 2-10 Resumen uso del servidor UIO Tabla 2-11 Resumen uso del servidor Lotus Domino...84 Tabla 2-12 Servidores por Sistema Operativo...85 Tabla 2-13 Equipos de IPAM...93 Tabla 2-14 Distribución actual del direccionamiento IP...95 Tabla 2-15 Distribución Direccionamiento IP Sucursales...95 Tabla 2-16 Funcionalidades de la Herramienta de Monitoreo...100

19 XVIII Tabla 2-17 Niveles de Servicio y Categorización de Incidentes Tabla 2-18 Resumen de estadísticas del Switch de Core_Nodo Tabla 2-19 Resumen de estadísticas del Switch de Core_Nodo CAPÍTULO Tabla 3-1 Criterios de Diseño Generales Tabla 3-2 Requerimientos de Equipos Mínimos Necesarios Tabla 3-3 Períodos de Crecimiento del Personal Tabla 3-4 Tamaños Promedio de un Correo Electrónico Tabla 3-5 Tabla de Atenuación por Obstáculos Tabla 3-6 Análisis del Site Survey Tabla 3-7 Características para Seleccionar AP Tabla 3-8 Consideraciones para la selección de los AP y WLC Tabla 3-9 Taba de Direccionamiento IP por SSID Tabla 3-10 Tabla de Seguridades por SSID Tabla 3-11 Tabla de Distribución de Puntos de Acceso en Quito Tabla 3-12 Tabla de Distribución de Puntos de Acceso en Guayaquil Tabla 3-13 WLC Quito Tabla 3-14 WLC Guayaquil Tabla 3-15 Ranuras para Wism Tabla 3-16 Segmentos de Red para Administración de la WLC Tabla 3-17 Segmentos de Red para Administración de APs Tabla 3-18 Requerimientos de Autenticación CAPÍTULO Tabla 4-1 Puntos de Acceso Disponibles en el Mercado Tabla 4-2 Tipos De Antenas Para 2.4 Y 5 GHz...176

20 XIX Tabla 4-3 Controladoras Disponibles En El Mercado Tabla 4-4 Tabla de Evaluación de Ofertas Tabla 4-5 Pruebas de Instalación Tabla 4-6 Pruebas de Funcionamiento Tabla 4-7 Pruebas de Rendimiento...183

21 XX RESUMEN Hoy en día las redes inalámbricas cada vez son más necesarias en el mundo tecnológico, social y empresarial. Debido a la característica principal que es brindar la movilidad sin perder conexión brindando los servicios de la red cableada. El presente proyecto comprende el diseño de la red inalámbrica de acuerdo a las necesidades y características físicas y arquitectónicas que tiene la institución financiera, para satisfacer las necesidades presentadas y acoplarse al desarrollo tecnológico alcanzado con los dispositivos móviles para las comunicaciones unificadas mejorando así a través de la temprana toma de decisiones la productividad de la institución. En el Primer Capítulo se realiza una descripción específica de las versiones de para resaltar la ventaja que establece el estándar n. Además, se enuncian los elementos que se deben considerar para el diseño de una WLAN de acuerdo a la tecnología actual. También se verá las opciones de seguridad, como parte de la administración de este tipo de red. En el Segundo Capítulo se identifican los requerimientos de la institución financiera sujeta de estudio. Se realiza un análisis de sus servicios y de su infraestructura complementaria. A partir del levantamiento de esta información, se establece el diseño de la red a satisfacción del cliente y sus requerimientos. El Tercer Capítulo plantea en detalle el diseño de la red inalámbrica que permite su funcionamiento. En esta sección se incluye el diseño de la red inalámbrica determinando el número de usuarios, áreas de cobertura, análisis de ancho de banda y crecimiento para la integración de la infraestructura de la red de área local cableada e inalámbrica. Además se detalla las configuraciones realizadas para la implementación.

22 XXI El Cuarto Capítulo expone la propuesta técnica en funcionamiento. Además de presentar el presupuesto referencial en base al costo del equipamiento existente en el mercado conforme a las especificaciones expuestas en el diseño del capítulo tres, la cual sirve como parámetro inicial de inversión para la solución completa. Finalmente, en el Quinto Capítulo se exponen las principales conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado, que deberán tomarse en cuenta en el desarrollo de futuros trabajos. Se incluye una sección de anexos sobre los datos de uso, protocolos, utilización del ancho de banda generados con las herramientas utilizadas y manuales de uso e instalación de la controladora.

23 XXII PRESENTACIÓN Actualmente la movilidad por la constante necesidad humana de interacción y el desarrollo de la tecnología han hecho que los servicios prestados para dispositivos móviles tengan una acogida bastante amplia, por eso la transmisión de texto, audio, imagen, animación o video han constituido uno de los principales elementos distribuidos mediante servicios de red, prioritariamente nos centraremos en las redes inalámbricas para su transmisión. Ante una demanda creciente de este tipo de solución por parte de los sectores públicos y privados, se han marcado tendencias que han propulsado el crecimiento del mercado: el avance tecnológico sostenido y las nuevas formas de compartición de contenido. La primera, ha permitido incrementar el mercado de las comunicaciones de datos y ha convertido a las redes en un entorno ideal para la distribución de contenidos siendo la red inalámbrica un complemento de las redes de área local y área extendida un complemento necesario. La segunda en cambio, mediante la interoperabilidad, gestión de contenidos, compartición, toma de decisiones agilizada, administración centralizada, garantía de seguridad, confianza a lo largo de toda la cadena de comunicación, interactividad, operatividad, compatibilidad en todo tipo de terminales, ha generado un mercado basado en las ventajas y compatibilidad de dispositivos y aplicaciones para la compartición de información y contenidos. Pero no todas las instituciones, ni las soluciones son ideales para todos ya que las necesidades para cada uno son diferentes por lo tanto, son necesarios desarrollos tecnológicos para trasladar y adaptar el atractivo de los beneficios que se tiene al tener una red inalámbrica para poder potenciar las aplicaciones orientada a la compartición de contenidos a las expectativas de los usuarios y funcionalidad de cada entidad orientada a sus respectivos objetivos de productividad, es por esta

24 XXIII razón la importancia de generar un estudio que permita conocer componentes que son primordiales en la institución y buscar la integración de todas las etapas necesarias como son administración, distribución y almacenamiento, los lineamientos para esta solución tiene como ventaja principal la integración de componentes externos en la red inalámbrica que está diseñadas para el envío y recepción de tráfico de video, archivos, imágenes, voz, considerando un esquema de recuperación frente a fallas, alta disponibilidad y redundancia.

25 1 CAPÍTULO 1 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Las redes inalámbricas se han venido desarrollando a través del tiempo, pero hoy el uso de dispositivos inalámbricos es mucho más frecuente, por lo que se ha creado una necesidad de poseerlas como una de las plataformas base dentro de una arquitectura de negocio, permitiendo así la integración de elementos inalámbricos a la red de comunicaciones, como son: terminales móviles, teléfonos inteligentes, proyectores, laptops, tablets, etc. 1.1 INTRODUCCIÓN 2500 Evolución de las Redes Inalámbricas IEEE 802,11 Drafting Begins 802,11 Ratified 802,1 a,b Ratified 802,11 g Ratified 802,11 n Draft 2,0 802,11n Ratified 900 Mhz 2,4 Ghz 2,4 Ghz 5 Ghz 5 Ghz 5 Ghz 5 Ghz Propietario Propietario Propietario Basado en Estándar 800 Kb/s 1Mbps 2Mbps 1Mbps 2Mbps Basado en Estándar Basado en Estándar Basado en Estándar 11 Mbps 54 Mbps 300 Mbps 300 Mbps Tabla 1-1 Evolución de las Redes Inalámbricas [1] año

26 2 La comunicación inalámbrica significa transmitir información usando ondas de radio. La IEEE 1, es una organización que es responsable del desarrollo de protocolos que definieron el primer estándar IEEE , el cual describe cómo una señal puede ser enviada utilizando una de las bandas ISM 2 para cargar información digital desde un dispositivo electrónico a otro. La mayoría de estos protocolos definidos entre 1997 y 2003 son usados hoy en día para las redes inalámbricas. La Tabla 1-1 describe la evolución de los estándares para las redes inalámbricas. Para poder organizar en grupos las tecnologías inalámbricas, se clasifican las comunicaciones de diferentes formas dentro del espectro radioeléctrico, dependiendo de las distancias de la conexión, el número de dispositivos a conectar y la cantidad de información a transmitir. 1.2 RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA Las redes de área local inalámbricas o WLANs proveen una red con conectividad robusta sobre una distancia aproximada de 100 metros, entre el punto de acceso y los clientes asociados. El objetivo no es conectar un dispositivo a otro, sino conectar muchos dispositivos a una red sin la necesidad de cables. Hoy en día están basadas en el estándar IEEE , la primera comercialización satisfactoria de esta tecnología fue lograda por la IEEE con el estándar b, el cual opera en la banda de los 2.4 GHz alcanzando una velocidad de 11 Mbps. Para implementar un método de transmisión distinto, el nivel de datos fue incrementado a 54 Mbps en el año 2003 con el estándar IEEE g, en la misma banda que su predecesor, y el estándar IEEE a en la banda de los 5 GHz. Actualmente, los puntos de acceso inalámbrico trabajan con las dos bandas y así también las tarjetas de red de los clientes soportan estas combinaciones de a, b, g y n. Las redes inalámbricas son complejas porque muchos usuarios esperan conectarse al mismo tiempo, lo que genera interferencias al competir por el espectro de 1 Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos 2 Del inglés: Industrie, Scientific and Medical

27 3 frecuencia dentro del canal de comunicación. Para el administrador, controlar todos los accesos simultáneos a la red no es una tarea productiva. Se puede ofrecer un mejor servicio al número óptimo de usuarios que se registren en cualquier momento, mediante la automatización de la tecnología utilizando una controladora. Una de las características que le permitió a las WLAN tener acogida es no ser licenciadas, esto implica que los usuarios no necesitan pagar por el uso de canales en este rango de frecuencia, lo que ha impulsado el desarrollo creciente de dispositivos para este tipo de uso. [1] 1.3 INFRAESTRUCTURA DE UNA RED INALÁMBRICA PUNTOS DE ACCESO La infraestructura de una red inalámbrica se crea instalando un dispositivo dedicado a la centralización de la comunicación entre los clientes. Este dispositivo central define la frecuencia y los valores del grupo de trabajo inalámbrico, así como los dispositivos que deseen unirse al canal con otros del grupo. Este dispositivo central es llamado Punto de Acceso (AP) cuya función principal es traducir la comunicación del estándar IEEE de la red cableada (Ethernet) a un medio inalámbrico mediante el estándar IEEE Un AP puede conectar a una máquina u otra en el mismo espacio inalámbrico o a la red cableada, una capacidad fundamental que se destaca de las WLAN. Un AP puede manejar y direccionar el tráfico inalámbrico. Manejan como los switches una tabla dinámica de direcciones MAC 3 que redirigen los paquetes a los puertos correspondientes donde se encuentra la MAC insertada en el paquete. El encabezado de una trama IEEE típicamente tiene tres direcciones MAC pero puede llegar a tener hasta cuatro en ciertas ocasiones. Como sabemos las redes Ethernet usan solo dos direcciones MAC, la de destino y la de origen, pero, IEEE al manejar una trama entre el AP y dos estaciones, también usa el concepto de transmisión salto a salto, por lo que se almacena la MAC del siguiente salto, y el nombre del grupo en un AP también es una dirección MAC. 3 MAC: Hace referencia a la dirección de hardware de capa 2 según el modelo OSI con la que constan los equipos electrónicos.

28 4 El AP usa un esquema de direcciones de capa 2 para las tramas inalámbricas, para enviar a las capas superiores la información a través del backbone 4 y devolverlas al espacio inalámbrico. Un AP ofrece un BSS 5 pero no un IBSS 6, porque un AP es un dispositivo dedicado. El radio de cobertura del AP es llamado BSA 7 o celda. Puesto que las estaciones de clientes se encuentran conectadas al dispositivo central, este tipo de red se denomina de infraestructura. Figura 1-1 Topología de Red Inalámbrica [1] 4 Traducido al español como columna vertebral, hace referencia al cableado estructurado vertical que puede ser de cobre o fibra. 5 Del inglés Basic Service Set (BSS): Es un conjunto de servicios básicos. Se refiere al servicio que un access point proporciona. 6 Del inglés Independent BSS (IBSS): Es un conjunto de servicios básicos que provee una red wireless punto a punto. 7 Del inglés: Basic Service Area (BSA): Es la llamada celda para la conexión inalámbrica.

29 5 Desde la perspectiva de la red inalámbrica se denomina Sistema de Distribución (DS) al lado de la sección de la red cableada que se puede alcanzar a través del AP. Los sistemas de distribución reciben los paquetes que los clientes de la red inalámbrica entregan y distribuyen todos estos paquetes donde quiera que se necesite recibir, incluso si se tratase de otro AP (Ver Figura 1-1). Cuando el sistema de distribución tiene enlaces con dos puntos de acceso, o dos celdas, el grupo se llama Extended Service Set (ESS). Este escenario es el más común dentro de las redes inalámbricas porque permite a las estaciones estar en diferentes áreas y no perder conectividad de la red, pero para esto se necesita realizar un proceso conocido como roaming descrito más adelante. [1] Identificador de Conjunto de Servicios (SSID) Un SSID, es el nombre que los administradores de redes inalámbricas utilizan para identificar las conexiones inalámbricas. Es una cadena de caracteres que actúa como una contraseña para identificarse en el BSS. EL SSID diferencia una WLAN de otra, por lo que todos los dispositivos que intentan acceder a una WLAN específica deben utilizar el mismo SSID para permitir la movilidad. Cuando los dispositivos no cuentan con un punto de acceso que interactúe con ellos, se conoce como BSSID (Basic Service Set Identifier); mientras que en las redes de infraestructura que poseen un punto de acceso se utiliza el ESSID (Extended Service Set Identifier) Roaming El roaming ocurre cuando una estación se mueve dejando el área de cobertura del AP al que estaba conectada originalmente, y llega a la BSA de otro AP, se dice que la estación deambula entre las celdas. Las celdas vecinas están por lo general en diferentes canales para evitar interferencias. Las redes inalámbricas están diseñadas para realizar la detección de celdas vecinas y realizar el roaming con total trasparencia desde el punto de vista de la estación. Ver la descripción gráfica en la Figura 1-2.

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