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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA
PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN DE EDUCACIÓN
MEDIA UBICADA EN LA CIUDAD DE DAULE, ECUADOR
PROYECTO DE TITULACION
Previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTOR:
RONNIE CESAR DIAZ SORIANO
TUTOR DE TESIS:
ING. LÍDICE VICTORIA HAZ LÓPEZ
GUAYAQUIL - ECUADOR
2018
II
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X
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS/ TRABAJO DE GRADUACION
TÍTULO Y SUBTÍTULO:
“DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA UBICADA EN LA CIUDAD DE DAULE, ECUADOR”
AUTOR/ES:
Ronnie Cesar Díaz Soriano TUTOR:
Ing. Lídice Haz López
REVISORES:
Ing. Jorge Magallanes Borbor
INSTITUCIÓN:
Universidad de Guayaquil FACULTAD:
Ciencias Matemática y Física
CARRERA:
Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
FECHA DE PUBLICACIÓN: 12-03-2018 No. DE PÁGS:114
ÁREAS TEMÁTICAS:
Tecnología, Telecomunicaciones
PALABRAS CLAVE:
Red inalámbrica, WiFi technology, Redes, RADIUS.
RESUMEN:
En el ámbito de la educación cada día los colegios están migrando sus dispositivos alámbricos a inalámbricos. Por lo que, el objetivo del presente proyecto es diseñar una red inalámbrica con políticas de seguridad e implementar un prototipo de una plataforma académica para el registro de calificaciones la cual pueden acceder de forma inalámbrica. La metodología usada en este trabajo fue “Top Down Networking Design” definiendo 5 fases para el desarrollo del proyecto, (1) análisis de la situación actual, (2) análisis de los requisitos, (3) análisis de la red inalámbrica, (4) estudio de cobertura y (5) pruebas e implementaciones. Los resultados de este proyecto son la conexión y movilidad dentro de una zona Wi-Fi, la navegación por internet y el acceso a la plataforma de forma inalámbrica ADJUNTO PDF: x SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES
Ronnie Cesar Diaz Soriano Teléfono: 0993958587
E-mail: [email protected]
CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN: Nombre: Ab. Juan Chávez Atocha
Teléfono: 2307723
E-mail: [email protected]
III
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de tutor del trabajo de titulación, “Diseño de una red inalámbrica e
implementación de la plataforma académica en una institución de educación
media ubicada en la ciudad de Daule, Ecuador“ elaborado por el Sr. Díaz Soriano
Ronnie Cesar estudiantes no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking
y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en
Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber
orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente
_____________________________ Ing. Haz López Lídice Victoria
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Primeramente, a Dios por todas las
bendiciones que ha derrama para
realizar este trabajo que me
acompañará en mi vida profesional.
A mi Esposa la Dra. Akira Torres
Cervantes MSc. por todo el apoyo
que me brindo para ser un
profesional, cada día alentándome a
no rendirme, gracias por ser mi
apoyo y ayuda idónea. A mi Hijo Eli
por ser inspiración para esforzarme y
se valiente cada día.
A mi familia, amigos y JSMYF
Internacional por acompañarme en
todo este duro proceso
V
AGRADECIMIENTO
A Dios, por darme salud, la
perseverancia, la sabiduría y la
inteligencia para realizar y culminar
con éxito este duro trabajo
A mi Tutora de tesis Ing. Lídice
Victoria Haz López MSc. por toda su
valiosa colaboración, guía y
experiencia prestada para la
realización de este trabajo
A José Luis Salazar, Claudia Ortiz y
todo el bendito ministerio de JSMYF
Internacional por abrirme las puertas
y acompañarme en esta dura batalla
donde Dios nos ha llamado.
A mis amigos Ing. Josué Hungría y a
Jorge Buenaire por todos esto años
que hemos compartidos como
compañeros de aula y de la vida.
VI
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.
Decano de la facultad ciencias matemáticas y físicas
Ing. Lídice Haz López, M.Sc Profesor tutor del proyecto
de titulación
Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc. Director
Carrera de ingeniería en networking y telecomunicaciones
Ing. Jorge Magallanes, M.Sc Profesor revisor del proyecto de
titulación
Ab. Juan Chávez Atocha Secretario
VII
DECLARACION EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de
este Proyecto de Titulación, me
corresponden exclusivamente; y el
patrimonio intelectual de la misma a
la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”
Ronnie Cesar Diaz Soriano
C. I. 0916996184
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN
DE EDUCACIÓN MEDIA UBICADA EN LA CIUDAD DE DAULE, ECUADOR
Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el
título de
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autor: Ronnie Cesar Diaz Soriano
C.I. 09916996184
Tutor: Ing. Lídice Victoria Haz López
Guayaquil, 12/Septiembre/2018
IX
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil. CERTIFICO:
Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por el estudiante Ronnie Cesar Díaz Soriano como requisito previo para optar por el título de Ingeniero Networking y Telecomunicaciones cuyo tema es:
DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA
PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN DE EDUCACIÓN
MEDIA UBICADA EN LA CIUDAD DE DAULE, ECUADOR
Considero aprobado el trabajo en su totalidad. Presentado por: DIAZ SORIANO RONNIE CESAR C.I. 0916996184
Tutor: Ing. Haz López Lídice Victoria
Guayaquil, 12/Septiembre/2018
X
UNIVERSIDAD DE GUAYQUIL FACULTA DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE PROYECTO DE TITULACIÓN EN FORMATO DIGITAL
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: Diaz Soriano Ronnie Cesar
Dirección: Cdla. Valdivia Bloque 7 Dpto # 13
Teléfono: 0993958587 E-mail: [email protected]
Título del Proyecto de titulación: Diseño de una red inalámbrica e implementación de la plataforma académica en una institución de educación media ubicada en la ciudad de Daule, Ecuador
2. Autorización de Publicación de Versiones Electrónicas del Proyecto de Titulación. A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación. Publicación electrónica:
Inmediata X Después de 1 año
3. El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo. Doc. O .RTF y. Puf para pc. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.
DVDROM X CDROM
Facultad: CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICA
Carrera: INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES Y NETWORKING
Título al que opta: INGENIERO EN TELECOMUNICACIONES Y NETWORKING
Profesor tutor: ING. HAZ LOPEZ LIDICE VICTORIA
XI
INDICE GENERAL
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR .................................................................... III
DEDICATORIA ................................................................................................................ IV
AGRADECIMIENTO ........................................................................................................ V
INDICE GENERAL .......................................................................................................... XI
ABREVIATURAS ........................................................................................................... XIII
INDICE DE CUADROS ................................................................................................ XIV
INDICE DE GRAFICOS ................................................................................................ XV
CAPITULO I ...................................................................................................................... 1
EL PROBLEMA ................................................................................................................ 3
Ubicación del Problema en un Contexto ...................................................................... 3
Situación conflicto Nudos Críticos ................................................................................. 4
Causas y Consecuencias del Problema ....................................................................... 5
Delimitación del Problema .............................................................................................. 5
Formulación del Problema .............................................................................................. 6
Evaluación del problema ................................................................................................. 6
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION ......................................................................... 8
Objetivo General: ............................................................................................................. 8
Objetivos Específicos: ..................................................................................................... 8
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA .............................................................................. 8
CAPITULO II ................................................................................................................... 10
MARCO TEORICO ........................................................................................................ 10
Antecedentes del estudio .............................................................................................. 10
FUNDAMENTACION TEORICA .................................................................................. 13
FUNDAMENTACION LEGAL ....................................................................................... 26
DEFINICIONES CONCEPTULES ............................................................................... 28
CAPITULO III .................................................................................................................. 31
PROPUESTA TECNOLOGICA .................................................................................... 31
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ...................................................................................... 31
DESARROLLO DE LA PROPUESTA ......................................................................... 36
Metodología del proyecto .............................................................................................. 36
XII
CAPITULO IV .................................................................................................................. 60
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 65
Conclusiones................................................................................................................... 65
Recomendaciones ......................................................................................................... 66
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 67
ANEXOS .......................................................................................................................... 71
XIII
ABREVIATURAS
AP Punto de Acceso
QoS Calidad de Servicio
STP Spanning Tree Protocol
DHCP Protocolo de Configuración de Host Dinámico
VLAN Red de área local Virtual
WLAN Red de área local inalámbrica
WMAN Red de área metropolitana inalámbrica
WWAN Red de área global inalámbrica
NVR Grabador de video de Red
IEEE Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
MBPS Mega bit por segundos
GHz Giga Hercios
MHz Mega Hercios
UTP Par Trenzado sin apantallar
VAN Valor Actual Neto
TIR Tasa Interna de Retorno
XIV
INDICE DE CUADROS
Cuadro 1 Causas y Consecuencias del Problema ............................................... 5
Cuadro 2 Delimitación de la Investigación ........................................................... 6
Cuadro 3 Recursos Tecnológicos ...................................................................... 32
Cuadro 4 Recurso Humano ............................................................................... 32
Cuadro 5 Inversión del Proyecto ........................................................................ 33
Cuadro 6 Ingresos de la Institución .................................................................... 34
Cuadro 7 Gastos de la Institución ...................................................................... 34
Cuadro 8 Ganancia neta mensual ..................................................................... 34
Cuadro 9 Flujo de ingresos con proyección de 3 meses .................................... 35
Cuadro 10 Configuración de los dispositivos actuales ....................................... 39
Cuadro 11 Distribución del direccionamiento lógico ........................................... 43
Cuadro 12 Análisis Comparativo ........................................................................ 52
Cuadro 13 Análisis Comparativo 2 ..................................................................... 52
Cuadro 14 Análisis de datos relevantes ............................................................. 53
XV
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1 Tipos de Topología ............................................................................................ 14
Gráfico 2 Topología Estrella .............................................................................................. 15
Gráfico 3 Redes LAN .......................................................................................................... 16
Gráfico 4 Firewall .............................................................................................................. 21
Gráfico 5 Servidor Web ..................................................................................................... 24
Gráfico 6 Caching Proxy .................................................................................................... 25
Gráfico 7 Caching Proxy 2 ................................................................................................. 26
Gráfico 8 VAR Y TIR ........................................................................................................... 35
Gráfico 9 Metodología Top-Down .................................................................................... 36
Gráfico 10 Diseño lógico de la red inalámbrica actual ...................................................... 38
Gráfico 11 Plano del Primer Piso ....................................................................................... 39
Gráfico 12 Plano de la planta baja .................................................................................... 40
Gráfico 13 Diseño lógico de la red inalámbrica propuesta ............................................... 42
Gráfico 14 Estudio de Cobertura Previo Planta Baja ........................................................ 48
Gráfico 15 Estudio de Cobertura Previo Primer Piso ........................................................ 49
Gráfico 16 Estudio de Cobertura Posterior Planta Baja .................................................... 50
Gráfico 17 Estudio de Cobertura Posterior Primer Piso ................................................... 51
Gráfico 18 Simulación de la infraestructura ..................................................................... 54
Gráfico 19 Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN2 ....................................................... 55
Gráfico 20 Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN 3 ...................................................... 56
Gráfico 21 Prueba de ICMP entre VLANS .......................................................................... 56
Gráfico 22 Navegación por internet de la VLAN 2 ............................................................ 57
Gráfico 23 Navegación por internet de la VLAN 3 ............................................................ 57
Gráfico 24 Ingreso al Sistema Académico (Simulación) .................................................... 58
Gráfico 25 Configuración de los AP (Simulación) .............................................................. 58
Gráfico 26 Configuración de la Controladora de red Inalámbrica .................................... 59
Gráfico 27 Instalación de equipos AP’s ............................................................................. 59
Gráfico 28 Instalación de controladora de red inalámbrica unificada.............................. 60
Gráfico 29 Demostración del prototipo del sistema académico ...................................... 60
Gráfico 30 Funcionalidades del prototipo del sistema académico ................................... 61
Gráfico 31 Capacitación en el registro automático de calificaciones ............................... 61
Gráfico 32 Reunión con rectora de la istitución y docente............................................... 62
Gráfico 33 Reunión con rectora de la institución y docente 2 ......................................... 63
Gráfico 34 Página de inicio de sección de "SISACADEMIC" .............................................. 63
Gráfico 35 Página principal de "SISACADEMIC" ................................................................ 64
Gráfico 36 Reporte mensual de "SISACADEMIC" .............................................................. 64
XVI
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA
PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN
DE EDUCACIÓN MEDIA UBICADA EN LA
CIUDAD DE DAULE, ECUADOR
Autor: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Tutor: Ing. Lídice Victoria Haz López
RESUMEN
Las redes inalámbricas en la actualidad son una de las redes más utilizadas y su
uso está bastante generalizado en la sociedad. Todo lo que nos rodea en la
actualidad está conectado de forma inalámbrica desde una laptop hasta un Smart
TV, incluso en los auriculares modernos ya no utilizan cables. En el ámbito de la
educación cada día los colegios están migrando sus dispositivos alámbricos a
inalámbricos. Por lo que, el objetivo del presente proyecto es diseñar una red
inalámbrica con políticas de seguridad e implementar un prototipo de una
plataforma académica para el registro de calificaciones la cual pueden acceder de
forma inalámbrica. La metodología usada en este trabajo fue “Top Down
Networking Design” definiendo 5 fases para el desarrollo del proyecto, (1) análisis
de la situación actual, (2) análisis de los requisitos, (3) análisis de la red
inalámbrica, (4) estudio de cobertura y (5) pruebas e implementaciones. Los
resultados de este proyecto son la conexión y movilidad dentro de una zona Wi-
Fi, la navegación por internet y el acceso a la plataforma de forma inalámbrica.
Palabras Claves: Red inalámbrica, WiFi technology, Redes, RADIUS.
XVII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA E IMPLEMENTACIÓN DE LA
PLATAFORMA ACADÉMICA EN UNA INSTITUCIÓN
DE EDUCACIÓN MEDIA UBICADA EN LA
CIUDAD DE DAULE, ECUADOR
Autor: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Tutor: Ing. Lídice Victoria Haz López
ABSTRACT
Wireless networks are currently one of the most widely used networks and their
use is quite widespread in society. Everything that surrounds us today is connected
wirelessly from a laptop to a Smart TV, even in modern headphones no longer use
cables. In the field of education every day, the schools are migrating their wired to
wireless devices. Therefore, the objective of this project is to design a wireless
network with security policies and implement a prototype of an academic platform
for the registration of qualifications which can be accessed wirelessly. The
methodology used in this work was "Top Down Networking Design" defining 5
phases for the development of the project, (1) analysis of the current situation, (2)
analysis of the requirements, (3) analysis of the wireless network, (4) coverage
study and (5) tests and implementations. The results of this project are the
connection and mobility within a Wi-Fi zone, browsing the internet and accessing
the platform wirelessly.
Keywords: Wireless network, WiFi technology, Networks, RADIUS
1
INTRODUCCIÓN
En los últimos años la aplicación de nuevas tecnologías se encuentra en todo tipo
de ámbitos. El uso de redes inalámbricas es lo más común dado que estamos en
un mundo globalizado y el acceso a la información está al alcance de todos. Hoy
en día el rápido desarrollo de las normas como 802.11, 802.15, 802.16, etc. se
encuentran revolucionando dado que proveen movilidad a los usuarios y
flexibilidad necesaria para poder tener acceso a cualquier tipo de información, en
cualquier lugar y a diferentes horas.
Este tipo de normas pueden incrementar en un trabajador la eficiencia y su
productividad, debido a que fácilmente en tiempo real pueden realizar envió y
recepción de información como son datos, voz y video. En el área de la educación
el personal docente puede ver estas nuevas tecnologías como una herramienta
que posibilita mejorar las experiencias en la enseñanza.
El aprendizaje en los salones de clase se ha modernizado con dispositivos como
computadores, proyectores, pizarras digitales, por ejemplo, una Tablet conectada
a un ordenador por medio de una red inalámbrica, proyectando diversas
actividades, esto ofrece al docente la libertad de poder desplazarse, mostrar
ilustraciones didácticas, anotaciones, videos, etc.
Debido a la necesidad de una red inalámbrica eficiente, el objetivo del presente
proyecto es el diseño de una red inalámbrica con políticas de seguridad, un
servidor de autentificación y una plataforma para el registro de calificaciones.
El desarrollo del presente documento está conformado por 4 capítulos que se
desarrollan en los siguientes enunciados:
2
Capítulo 1 “problema” determina las causas y consecuencias del problema
principal, mediante detalles de la problemática, se determina la oportunidad de un
mejoramiento definiendo objetivos generales y específicos.
Capítulo 2” Marco Teórico” detalla todas las bases científicas y teóricas que serán
utilizadas para la realización del proyecto.
Capítulo 3 “Propuesta Tecnológica” presenta los diversos análisis de factibilidad,
la metodología y las etapas que se utilizó, y los resultados obtenidos.
Capítulo 4 “Conclusiones y Recomendaciones” se presentan las conclusiones y
recomendaciones del proyecto.
3
CAPITULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Ubicación del Problema en un Contexto
La institución educativa es una institución de educación inicial, básica y
bachillerato, donde los alumnos podrán recibir una educación personalizada e
integral dentro de un ambiente de mucha responsabilidad y libertad, contando con
un personal docente capacitado, con una amplia infraestructura y tecnología de
punta.
La institución se toma muy en serio la formación de hombres y mujeres íntegras,
autónomas y de una excelencia académica, recibiendo una sólida formación en lo
moral y en los valores, con una solidad conciencia ecológica y con gran apoyo
tecnológico podrán de ser unos verdaderos agentes de cambios que necesita
nuestra sociedad.
La institución educativa potencializa el desarrollo de los estudiantes con
programas de integración como son el “Desarrollo del Pensamiento”, “Animación
a la Lectura”, “Educación en los Valores personales y ciudadanos”, poniendo
recursos pedagógicos de última tecnología a disposición de los estudiantes como
son los “Laboratorios de Computación”, “Monitoreo en vivo de las clases en
Preescolar” “Comunicación vía on-line”.
Toda institución educativa en la actualidad se ve en la tarea de actualizar sus
plataformas, infraestructuras a un esquema digital, donde los procesos son
automáticos y el procesamiento de datos sea mucho más rápidos, reduciendo
tiempos al momento de general reporte que en al ámbito de la educación escolar
son muy importantes. Busca mejorar de alguna forma sus procesos para poder
aumentar la velocidad de repuesta a los servicios que presta, teniendo en cuenta
que la gran mayoría utilizan recursos manuales, como son las anotaciones
escritas a mano las cuales dependen de la eficiencia manual y de sus empleados.
4
Actualmente la Institución educativa no cuenta con una red inalámbrica eficiente
que permita ingresar a las diferentes plataformas educativas que utiliza la
institución, ni a los libros digitales proporcionados por Santillana en Ecuador, para
poder ingresar a las plataformas es necesario la instalación de un APK en los
dispositivos como TAB y Smartphone de los alumnos, para que en las horas de
clases, puedan conectarse de forma inalámbrica vía internet a los repositorios con
los que cuenta Santillana para las diferentes plataformas tanto en español como
para inglés.
El personal docente de la Institución educativa lleva de forma manual el control
áulico y todo lo referente a trabajos y actividades que se realizan en el plantel y
los enviados a casa de los estudiantes, todo este control es escrito a mano en un
formato que los docentes utilizan para el registro de todas las actividades.
Situación conflicto Nudos Críticos
La institución al no contar con una red inalámbrica eficiente, con las respectivas
políticas de seguridad y filtro de navegación, se han visto en la obligación de
restringir la navegación por internet y al mismo tiempo crear una segunda red solo
para el personal docente, el cual no consta con las debidas seguridades utilizando
una sola contraseña, lo cual es muy fácil de obtener por el personal estudiantil
generando un tráfico masivo en la red del personal docente.
El personal docente lleva los controles áulicos y actividades realizadas de forma
manual. El personal docente no cuenta con un sistema que les permita llevar estos
controles de forma automática.
La propuesta está dirigida a crear una red inalámbrica mucho más eficiente con
políticas de seguridad correspondiente, filtros de contenidos necesarios y un
prototipo de un aplicativo académico para el personal docente pueda llevar los
registros de calificaciones de forma automática.
5
Causas y Consecuencias del Problema
CUADRO N. 1
CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA
CAUSAS CONSECUENCIAS
No existen políticas de seguridad
definidas en la institución.
Los alumnos tienen acceso a redes
sociales y videos streaming saturando
el tráfico de la red
No existen mecanismos de seguridad
implementados en la red inalámbrica
actual.
Cualquier estudiante accede a la red
del personal administrativo generando
lentitud y saturación en dicha red.
Los estudiantes utilizan VPN de
terceros para el acceso total a internet
vulnerando la red de la Institución
educativa
Los procesos del registro de
calificaciones no se encuentran
automatizados.
Entrega tardía de información por parte
del docente.
Pérdida de información académica
como calificaciones, lecciones,
actividades áulicas, entre otras.
Cuadro 1 Causas y Consecuencias del Problema
Fuente: Datos de la Investigación
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Delimitación del Problema
CUADRO N. 2
DELIMITACION DE LA INVESTIGACION
Campo: Infraestructura y Redes
Área: Una institución de educación media
ubicada en la ciudad de Daule,
Ecuador
Aspecto: Red inalámbrica y aplicación web
6
Tema: Diseño de red inalámbrica e
implementación de la plataforma
académica en una institución de
educación media ubicada en la ciudad
de Daule, Ecuador
Delimitación espacial Daule
Delimitación Temporal Mayo 2018
Cuadro 2 Delimitación de la Investigación
Fuente: Datos de la Investigación
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Formulación del Problema
¿Cómo incidiría el diseño de una red inalámbrica con políticas de seguridad,
autentificación de usuarios por un servidor Radius y la implementación de un
prototipo de una plataforma académica para el registro de calificaciones en una
institución de educación media ubicada en la ciudad de Daule, Ecuador?
Evaluación del problema
Concreto: Se conocen los principales puntos que tienen que ser tratados en base
al problema planteado.
Claro: Los objetivos son claros y definidos respecto al diseño de una red
inalámbrica eficiente y la implementación de un prototipo de una plataforma de
gestión académica en ambiente web.
Relevante: El diseño de la red inalámbrica y el prototipo de la plataforma
académica en la Institución educativa es importante ya que permite mejorar el
tráfico de datos en la red inalámbrica y optimizar los tiempos en la entrega de
informes de gestión docente.
Identifica los productos esperados:
Factible: El proyecto es factible ya que se posee los conocimientos necesarios
para su desarrollo en un tiempo estimado de 3 meses. Facilidad de acceso a la
7
información para delimitar los requerimientos funcionales y no funcionales del
proyecto. La propuesta e implementación se realiza in situ.
Alcance del problema
De acuerdo con los requisitos planteados en la Institución educativa, el proyecto
requiere de un diseño de red inalámbrica.
El diseño de la red inalámbrica debe permitir acceder a las diferentes plataformas.
Actualmente, la red inalámbrica está diseñada para ambientes de hogar, lo cual
afecta la calidad de los servicios en la comunidad académica.
El diseño de red consta de:
Una controladora de red unificada que permite la movilidad entre diferentes
AP’s; este dispositivo permite realiza una sola autentificación para que el
usuario pueda desplazarse por toda la red wifi sin generar una nueva
autentificación como se presenta en la actual red.
Instalación de AP’s que se distribuyen en diferentes zonas de la institución
previo a un estudio de cobertura. Este estudio determina el número de AP’s
que son necesario para cubrir la señal inalámbrica en toda la institución.
Un switch que soporta el estándar 802.1Q también conocido como dot1
para el manejo de VLANS y segmentación de los diversos tráficos dentro
de la institución, además de QoS y STP.
Un firewall para controlar y gestionar el tráfico de la red. Además de
asegurar la información de los usuarios que se encuentren dentro de la
red.
Servidor Radius para administrar contraseñas de acceso único a los
servicios de la red, que serán distribuidas para el personal académico y
administrativo; y una contraseña general para la comunidad académica
(estudiantes).
Prototipo de una plataforma de gestión académica que solo realizara de
forma automática el registro de calificaciones de los docentes.
8
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
Objetivo General:
Diseñar una red inalámbrica e implementar un prototipo de una plataforma
académica para el registro de calificaciones aplicando mecanismo de seguridad y
automatizar el registro de calificaciones
Objetivos Específicos:
Realizar estudios de coberturas previos y posteriores mediante herramientas que
simulan la propagación de señal para el diseño de red de la institución.
Diseñar una red inalámbrica con puntos de accesos que permita por medio de
autentificación la conexión a la plataforma e internet
Implementar el prototipo de una plataforma de gestión académica basada en un
servidor apache con PHP y MySQL como gestor de base de dato para la
automatización del registro de calificaciones
Establecer mecanismos de seguridad por medio de un servidor de autentificación
RADIUS para controlar el acceso a la red inalámbrica y minimizar las amenazas
en la red de datos.
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
La institución educativa cuenta con la implementación de libros digitales los cuales
poseen actividades para el óptimo aprendizaje de los estudiantes, pero estos
libros requieren de una conexión a internet para tener acceso a dichas actividades.
El personal docente requiere una conexión a internet para la investigación de
temas que son planteados en los salones de clases, lo cual solo se accede a
través del equipo PC con una conexión alámbrica por UTP.
El proceso de control de asistencia, trabajos individuales, trabajos en clases,
trabajos grupales, lecciones y evaluaciones son llevados de forma manual,
recolectado los datos mediante hojas que cada personal docente tiene a su
disposición para el registro de actividades. Los problemas que se presentar con
un proceso manual se mencionan a continuación:
9
Control inadecuado del registro de actividades de los estudiantes que
pueden afectar la integridad de las calificaciones
Acceso no autorizado al registro de actividades de los estudiantes
Pérdidas de documentos y actas de calificaciones sin respaldo alguno
Lentitud en la gestión de información académica por parte de los docentes
Por las diversas razones antes mencionadas se plantea la presente propuesta de
diseñar una red inalámbrica e implementación un prototipo de una plataforma que
permita el registro de las calificaciones; controlando la duplicación o pérdida de
documentación, automatizando el registro de calificaciones.
10
CAPITULO II
MARCO TEORICO
En la actualidad la institución educativa cuenta con una plataforma de libros
digitales proporcionada por el Grupo Santillana, permitiendo a los alumnos
acceder a contenido digital desde estas plataformas. Los estudiantes pueden
acceder desde sus dispositivos inteligentes. El acceso requiere de una conexión
a internet, por lo cual la institución debe de contar con una red inalámbrica con
mecanismos de seguridad para minimizar incidentes en la red. Por lo antes
mencionado la infraestructura se convierte en un soporte tecnológico necesario
para proporcionar conectividad a la comunidad académica.
Antecedentes del estudio
A continuación, se presentan diferentes trabajos que demuestran el estudio
relacionado a diseños e implementaciones de redes inalámbricas.
Según el trabajo realizado por José Murillo Safont (2012) sobre las rede
inalámbricas se puede mencionar:
El proyecto fue realizado en el Colegio “Nuestra Señora de Fátima de Valencia” el
cual se dedica al área de la educación, no constaba con una red inalámbrica que
le permita brindar una cobertura a los 6 pisos con el que cuenta el colegio,
destinado a lo académico y por supuesto que tenga una gran velocidad, además
el diseño está orientado de forma centralizada para que todo funcione de forma
automática por eso se le agregó el término Unificada.
El colegio se vio en la necesidad de implementar una red inalámbrica de calidad
por la evidente irrupción de las nuevas tecnologías en el ámbito de la educación y
además de ofrecer a las familias de los alumnos, el uso del libro digital en las aulas
y evitar el gasto de la compra de libros.
En el ciclo 2013-2014 la directiva tomo la decisión de utilizar la mayor cantidad de
libros digitales, para evitar el gasto elevado en la compra de todos los libros que
el colegio utilizaba a los padres de familias.
11
El principal problema que era evidente es que no contaban con una cobertura
WIFI, ni de una conexión a internet, ya que solo contaba con 4 puntos de acceso
de nivel doméstico que eran utilizados solo por el personal docente y una conexión
ADSL convencional de 12 a 15Mbps.
El proyecto presenta un diseño de red inalámbrico donde, los estudiantes,
personal docente puedan tener acceso a los libros digitales y a la plataforma
académica con la que cuenta el colegio, desde cualquiera de los 6 pisos con que
cuenta la institución.
El estudio inicio con los cálculos de los puntos de acceso que cada piso debería
de tener, después se realizó un estudio de cobertura previo para medir que
frecuencia se debe de utilizar para que produzca roaming y finalmente la
instalación y configuración de los equipos de comunicación.
Con el proyecto se logró conseguir una gran cobertura WIFI, siendo utilizando
principalmente por los alumnos y docentes, garantizando una alta velocidad de
conexión, fiabilidad y seguridad.
El segundo antecedente es el trabajo de Esteban Suquillo (2014) sobre una red
inalámbrica para un sistema de video vigilancia se puede resumir lo siguiente:
Este proyecto esta implementado en la Unidad Educativa Cristiana Verbo
Mañosca de la ciudad de Quito, el cual se diseñó una red LAN inalámbrica para la
instalación de cámaras IP inalámbricas para facilitar la movilidad de estas, donde
sean necesarias y que cualquier usuario puede acceder al monitoreo sea de forma
interna o por medio de una VPN. El objetivo del proyecto es que las cámaras se
puedan mover despendiendo de la necesidad sin tener que desconectarse de la
red dentro del área de cobertura.
Parte del proceso de implantación, estaba el análisis de los pasillos, oficinas, sala
para poder analizar las diferentes tecnologías que se podrían utilizar tanto para la
seguridad perimetral por video, como para conexión a internet. Los equipos que
son para la distribución de la señal son Cisco EA2700, las cámaras son D-link y
Nexxt dado al bajo costo que poseen; para el monitoreo de las cámaras se toma
la decisión de realizarlos por 2 medios, el primero es por un portal cautivo de forma
interna y la 2da por una VPN para conexiones desde el exterior.
12
La implementación del proyecto fue realizada por etapas antes de implementar la
red inalámbrica, las etapas que se realizaron fue una investigación de las aulas
más adecuadas para poner las cámaras y se llegó a la observación que serían los
quintos y sextos cursos (2do y 3ro de bachillerato) porque los profesores indicaron
que eran los más conflictivo; esta investigación se la realizo por medio de
encuestas al personal docente y administrativo. Después de finalizado la etapa
antes mencionada, se continuo con la siguiente etapa que era la implementación
de los router y Access Point en los puntos estratégicos dentro de las instalaciones,
posterior se realizó la instalación de un Windows 8 en el servidor donde se alojara
la NVR para las grabaciones en formato MJPEG y el siguiente servidor se instaló
Centos 6.5 para las configuraciones del portal cautivo y a su vez convertir la red
inalámbrica en una red segura y aislada.
Para el tercer antecedente se puede mencionar el trabajo, del diseño de una red
inalámbrica de Taylor Barrenechea de Perú lo siguiente:
El objetivo del proyecto es crear una red inalámbrica en la empresa Power Pic
EIRL, para actualizar su infraestructura ya que cuenta con una red alámbrica
donde se transmite datos, video y voz en tiempo real; con esta red se orienta a
incrementar la productividad y eficiencia en la empresa por parte de los
trabajadores, uno de los problemas que aparecen es no tener una red con
versatilidad para los usuarios nuevos y un bajo nivel de seguridad. Al momento de
realizar un nuevo cableado a través de las paredes es muy complicado las paredes
son concreto muy gruesas, dando por confirmado que la red no es eficiente en
Power Pic EIRL.
Para la implementación del proyecto se realizó un estudio de los estándar IEEE
802.11 para el intercambio de datos entres los dispositivos a grandes velocidades
y un estudio para la propagación de la señal por medio del software InterpretAir
de Fluke Network
El edificio cuenta con 5 pisos, los 4 primeros pisos son oficinas administrativas y
el 5 piso es el comedor, la topología con la que cuenta es estrella, conectados a
un switch Cisco de la seria Catalyst 2690 24 puertos de 10/100Mb y 2 puertos
10/100/1000 Mb y a un router zyxel 66hw con una conexión ADSL para internet.
El número total de computadoras conectadas en la red es de 40. El problema en
13
esta empresa es que la red está totalmente desordenada aun así usando una
topología en estrella, generando problemas para tener acceso a la información de
una forma oportuna, en consecuencia, de esto; existe pérdida de tiempo que están
reflejadas en las ganancias de la empresa.
La empresa maneja muy buenas relaciones con los proveedores, ejecutivos y
vendedores de forma estratégica; cuando reciben visitas de estas personas se
han visto en la necesidad de utilizar los servicios de internet de la empresa, lo cual
no se ha brindado el servicio por aspecto de seguridad y de no contar con una red
inalámbrica. En la sala de reuniones los puntos de red son muy limitados, lo cual
causa un leve desagrado por parte de la empresa y la encasilla como una empresa
antigua y mediocre frente a otras empresas que brindan el mismo servicio.
Dada la necesidad de una red inalámbrica en la empresa, la misma pone en
marcha el proyecto para su implementación, la red queda actualmente con router
linksys en cada piso, en los pisos 1ro y 5to abra un router adicional que tendrá
como nombre INVITADOS para los proveedores, vendedores y ejecutivos que
requieren usar los servicios de internet de la empresa, cambiando la imagen a una
empresa con tecnología de punta y generando confianza con los ejecutivos que
desean forma alianza con la empresa.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Las telecomunicaciones y la información
Actualmente el vínculo que existe entre la información que puede circular en las
empresas y la forma como es difundida son temas muy relevantes tal como lo
indica las siguientes publicaciones:
(Kuhlmann y Concheiro, 2013) indican que la “información” es almacenable, se
permite guardar y también distribuir, los datos permiten ser recopilados y usados
para tomar decisiones que influyan en una persona y organización. La información
se puede deducir de diferentes modos, dependiendo del objetivo. Para
(Suárez,2014) las comunicaciones en aspectos tecnológicos brindan conexiones
entre dispositivos dentro de una red las cuales pueden ubicarse en un lugar
específico, red local (LAN) o conexiones de distancias globales (WAN), dando
lugar a lo que se conoce como telecomunicaciones.
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Gráficos 1 Tipos de Topología
Podemos indicar que las Telecomunicaciones es aquello que nos permite
interconectar diferentes sistemas desarrollados en infraestructuras para el alcance
de todo usuario que pertenezca a una red.
Topología de Red
(TechTarget, 2017) Es la disposición de una red, incluyendo sus nodos y líneas
de conexión. Hay dos formas de definir la geometría de la red: la topología
física y la topología lógica.
Las topologías de red como se muestra en el grafico 1, hacen referencia a la
distribución de dispositivos dentro de una infraestructura existente. Dentro de
las arquitecturas más usadas y habituales tenemos: topología estrella (más
utilizadas), topología anillo, topología bus y topología jerárquica.
Gráfico 1: Tipos de Topología
Elaborado por: Daniela Romero
Fuente: pt.slideshare.net
Para este proyecto se utilizará una topología estrella como muestra el grafico
2. La topología en estrella es una red donde todas las estaciones de trabajos están
conectadas a un punto central, donde van a converger todas las comunicaciones
y enlaces, se utiliza normalmente en redes LAN (Local Área Network) o en español
red de área local.
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Gráfico 2 Topología Estrella
Gráfico 2: Topología Estrella
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Red
Se define a una red como la interconexión de varias computadoras o dispositivos
entre sí, comunicándose a través de medios físicos o inalámbricos y poder
compartir periféricos, dispositivos o recursos entre sí.
Tipos de Red
(CCM, 2017) Existen diferentes tipos de redes según su alcance y tamaño se
menciona la existencia de tres categorías de redes: red de área local (LAN), red
de área metropolitana (MAN) y red de área extensa (WAN).
Redes LAN
Una red LAN (Local Área Network) o red de área local, es una red privada de
computadoras o dispositivos interconectados de forma local como se muestra en
el grafico 3, esta puede ser en una casa, una oficina, un edificio, un campus, una
facultad, etc. donde se pueden compartir recursos como aplicaciones, archivos e
impresoras (locales o de red).
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Gráfico 3 Redes LAN
Gráfico 3 Redes LAN
Elaborado por: innovando.net
Fuente: http://innovando.net
En redes LAN el estándar más utilizado es IEEE 802.3 el cual aclara que todos
los dispositivos o Host están conectados en una línea de comunicación donde
pueden enviar y recibir datos, la norma establece un sistema que se denomina
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, en español; Acceso
múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD) el cual
evitan superposición o colisión de datos.
REDES INALÁMBRICAS
(TECINAL, 2016) El término "inalámbrico" hace referencia a la tecnología sin cable
que permite conectar varias máquinas entre sí. Las conexiones inalámbricas que
se establecen entre los empleados remotos y una red; confieren a las empresas
flexibilidad y prestaciones muy avanzadas. Se mide en Mbps. Un Mbps es un
millón de bits por segundo, o la octava parte de un Megabyte por segundo - Mbps.
(Recordemos que un byte son 8 bits.)
17
TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS
AL igual que existen diferentes tipos de redes alámbricas; en las redes
inalámbricas poseen el mismo concepto antes mencionados y están son WLAN,
WMAN, WWAN.
Redes LAN inalámbrica. -WLAN (Wireless Local Área Network). Las redes Wifi
es una red local donde los dispositivos se conectan de forma inalámbrica, pueden
compartir recursos, servicios, inclusive impresoras, permite la implementación de
puntos calientes conocidos como “hot spots” en lugares específicos para que el
usuario pueda conectarse a la red.
Estándar IEEE 802.11
El estándar IEEE 802.11 para las redes inalámbricas está definida por el Instituto
de Ingeniería eléctrica y electrónica (IEEE en inglés Institute of Electrical
Electronics Engineers). Es una institución de investigación y desarrollo formada
por miembros de decenas de países entre ellos profesionales y profesores de
nuevas tecnologías.
Este estándar permanece en continua evolución; existen varios grupos en la
institución investigando y mejorando el estándar 802.11. Dentro del estándar se
han desarrollados diversas definiciones con un gran número de variantes que se
resumirán a continuación.
Norma 802.11b
Esta norma fue ratificada en el año 1999 con una velocidad de transmisión de 11
Mbps utilizando el método de acceso original que es CSMA/CA. La 802.11b
trabaja en la banda de frecuencia 2.4 GHz, el objetivo del estándar era de
solventar el problema de velocidad. También es conocida como 802.11 de alta
tasa o Wireless Fidelity (Wi-Fi).
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Esta norma es la más extendida referente al mercado WLAN, sus principales
aplicaciones se encuentran en Small Office Home Office más conocido como
SoHo.
Norma 802.11g
Esta norma fue ratificada en el año 2003, es una de las evoluciones de la norma
802.11b trabajando en su misma frecuencia, la velocidad de transmisión en teoría
es de 54 Mbps, en tiempo real seria de 22 Mbps, es compatible con la norma
802.11b, su principal ventaja reside en la velocidad y compatibilidad que aporta a
los equipos con la norma 802.11b.
Cabe mencionar que la red Wi-Fi está diseñada con varios equipos y uno de ellos
trabaja con cliente 802.11b, todos los equipos deberán funcionar en modo
compatibilidad b/g pues los clientes poseen la movilidad de pasar de una zona a
otra esto provoca un menor rendimiento en toda la red, para evitar este problema
se recomienda en lo menor posible utilizar el modo de compatibilidad b/g y trabajar
en modo puro 802.11.
Norma 802.11n
Esta norma fue ratificada en el año 2009, con una velocidad de 600 Mbps en la
capa física, hace uso de las frecuencias de 2.4 GHz y de 5GHz, la ventaja de esta
norma es que es compatible con las anteriormente mencionadas integrando
nuevos sistemas en una red ya existente, el principal objetivo de esta norma al
igual que las anteriores es de mejorar las velocidades de transmisión.
En la actualidad existe un gran mercado que ofrecen las posibilidades de
conexiones Wi-Fi 802.11n en la frecuencia de 2.4 GHz, son poco los equipos que
soporten la banda de 5 GHz o proporcione conexiones duales. La norma 802.11n
realiza dos estrategias, 1ro un mayor ancho de banda del canal y la tecnología
MIMO con SDMA (Acceso por multiplexación de espacio)
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Norma 802.11ac
También conocido como WiFi 5G es una de las mejoras del estándar IEEE
802.11n que fue desarrollado en los años 2011 y 2013 y aprobado en enero del
año 2014. Consiste en mejorar las transferencias hasta los 433 Mbits/s para todos
los flujos de datos, se considera que puede alcanzar en teoría 1.3 Gbits/s por
medio de equipos de tres antenas. Este estándar trabaja en la banda de 5 GHz
ampliándose el ancho de banda a 160 MHz a diferencia del 802.11n que es de 40
MHz, utiliza 8 flujos MINO y alta densidad en las modulaciones.
Banda de frecuencia 5 GHz
La frecuencia 5 GHz al igual que 2.4 GHz son parte del espectro radioeléctrico,
esta frecuencia trabaja con 25 canales que no se encuentran superpuestos, con
velocidades que van desde 450 Mbps a 1.73 Gbps con un ancho de banda de 20,
40, 80 y 160 MHz., utiliza los estándares IEEE 802.11a/n/ac.
La ventaja de la frecuencia de 5 GHz es una frecuencia con menos congestión,
dado que la frecuencia más utilizada es la de 2.4 GHz, emite una señal muchas
más libre. Otra ventaja, es poder enviar datos en simultaneo.
La desventaja es que su rango es más reducido que el rango de la frecuencia 2.4
GHz, pero lo compensa con altas tasas de velocidad. Otra de las desventajas es
ser muy sensible con obstáculos que pueden encontrarse al propagar la señal,
degradando la velocidad y los tiempos de respuesta. La frecuencia de 5 GHz está
más pensada para espacios cortos.
Banda de frecuencia 2.4 GHz
La frecuencia 2.4 GHz es parte del espectro radioeléctrico en donde las señales
inalámbricas son más utilizadas, puede transmitir a través de 13 canales
diferentes, muy compatibles con los equipos inalámbricos que tratan con las
normas 802.11b, 802.11g y 802.11n, uno de los problemas que suele presentarse
es la saturación en los canales, debido que son muchos los equipos que trabajan
con la misma frecuencia; reciben demasiada interferencia por parte de los
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dispositivos cercanos, como pueden ser mouses y teclados inalámbricos y
electrodoméstico como los microondas.
La ventaja de la frecuencia 2.4 GHz es su gran rango de alcance a diferencia de
la frecuencia 5GHz donde su rango es más reducido, la frecuencia 2.4 GHz
fácilmente puede pasar por paredes y obstáculos en su propagación a diferencia
de la frecuencia 5 GHz.
Según la página web testdevelocidad.com contesta una pregunta habitual al
momento de diseñar una red inalámbrica, ¿Es mejor usar 2.4 o 5 GHz para los
Wi-Fi?, indicando que para una buena cobertura y compatibilidad es preferible
trabajar con la frecuencia 2.4 GHz, pero para altas velocidades como para
streaming es mejor trabajar con 5 GHz,
Se puede decir que 5 GHz sería una buena frecuencia para trabajar, pero esta
frecuencia está pensada para espacio cortos debido a su pérdida de señal, a
diferencia de la 2.4 GHz que tiene más cobertura, siendo esta la frecuencia más
utilizada.
Firewall
(Seguinfo, 2014) Un firewall es un método o la agrupación de ellos, encontrándose
en medio de dos redes en el que se ejerce una política de seguridad definida. Es
el proceso encargado de cuidar una red confiable de una que no lo es, las
empresas cuidan sus redes cuando se conectan a internet.
El firewall o cortafuego, es un sistema de seguridad encargado de controlar
accesos a la red como es mostrada en el gráfico 4, restringir información que
puede entrar y salir de una red, bloquear puerto y conexiones que no tenga la
debida autorización.
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Gráfico 4 Firewall
Gráfico 4 Firewall
Elaborado por: Bruno Pedrozo
Fuente: https://es.wikipedia.org
El objetivo del firewall es básicamente la protección de equipo como servidores y
estaciones de trabajos conectados a uno red, de cualquier acceso no autorizados
por intrusos que puedan robar información confidencial de una persona o
institución. Las recomendaciones para tener un firewall son muy altas por los
siguientes motivos:
Preservar la seguridad y privacidad de la información.
Salvaguardar la información almacenadas en ordenadores o servidores
Prevenir el acceso a personal no autorizado a la red
Evitar ataque que puedan afectar los servicios
Criterios para la implementación de Firewall
Para poder implementar un firewall se debe considerar las capacidades y
limitaciones; pero también los tipos de amenazas y vulnerabilidad latentes en una
red externa no segura.
Para poder plantear los criterios se debe realizar las siguientes preguntas:
¿Se debe de proteger todos los dispositivos y recursos de la red y si no es el caso
cuales brindarles protección?
¿Cuáles son los riesgos externos para los dispositivos en red?
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Los aspectos más necesarios para la implementación de un firewall están en:
Conocer lo punto de red más importantes y los puertos de comunicación a
utilizar
Aplicar tipos de acceso diferentes para los usuarios según sus roles en la
institución
La navegabilidad por internet
Prioridades en las reglas del firewall
Reglas prioritarias en el Firewall
(Microsoft, 2017) Para que no existan conflictos en las seguridades, procesos y
actividades de cada usuario es importante definir las reglas y orden lógico en que
se procesan.
Bloqueo de Conexión y Puertos. - es el bloqueo de puertos no utilizados dentro
de la red y evitar conexiones no autorizadas en la red.
Permitir conexiones. - solo permitir las conexiones externas mediante reglas del
uso de programas o servicios.
Perfil predeterminado. - configuración que no permita la entrada no autorizada,
pero sí la salida a redes externas como internet. Estos perfiles vienen en las
opciones de seguridad del firewall con una configuración preestablecida según el
perfil; estos perfiles están denominados como perfil público y perfil privado.
Arquitectura Segura
(Cisco, 2013) La implementación de una red debe permitir un catálogo de sistemas
y servicios, así como trabajar mediante los distintos tipos de cables y recursos
físicos que componen la infraestructura. La “arquitectura de red” es un pilar
fundamental para las políticas y servicios planificados, que son transmitidos en la
red.
Las características que se deben de considerar son:
Seguridad
Tolerancia al Fallo
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Seguridad
La infraestructura de red, la información y los servicios que se encuentra en cada
dispositivo poseen una gran importancia, debido que contiene información muy
personal, que podría conllevar a problemas, si no se cuenta con una muy buena
seguridad, tales problemas pueden ser:
Robo de información personal y de la institución
Información personal que podría ser publicada en Internet sin
consentimientos del usuario.
Modificación de los sistemas si autorización
En toda red siempre se suelen presentar 2 diversos problemas; la seguridad en la
infraestructura (Seguridad Física) y la seguridad de la información (Seguridad
lógica).
La seguridad en la infraestructura hace referencia, de poder dar protección a los
enlaces físicos para evitar el acceso por software o por equipos no autorizado
La seguridad en la información hace referencia a cuidar la información que se está
transmitiendo a través de los equipos. Las medidas de seguridad a tomar son:
Evitar el hurto de información
Evitar la exposición no autorizada
Prevenir el DoS (Denegación de Servicio)
Para lograr estos objetivos, existen 3 requisitos principales:
Confidencialidad: los usuarios solamente pueden acceder a la
información mediante un proceso de autentificación, definido por reglas.
Integridad en la comunicación: la información no puede ser alterada
mientras viaja por la red, realizando validaciones que indique que el
mensaje no sufrió modificado.
Disponibilidad: los servicios deben estar al alcance de todos los usuarios
que se autentificaron en la red de una manera confiable y precisa. El uso
de firewall, antivirus en los equipos y servidores aumentan la confianza de
rechazar y solucionar ataques.
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Gráfico 5 Servidor Web
Tolerancia al Fallo
Una red con tolerancia al fallo es la que limita las posibilidades de algún tipo de
fallo. Estas redes tienen diferentes caminos desde el origen hasta el destino, si la
ruta por el cual transmitía colapsa, la transmisión de la información cambia
inmediatamente a otra ruta. A este cambio de ruta en las trasmisiones de datos se
lo conoce como redundancia.
Aplicaciones
(Searchdatacenter, 2016) Los servidores de aplicaciones son sistemas operativos
que se instala en una maquina central de una red distribuida, proporcionado el
ambiente adecuado para el despliegue las aplicaciones. El servidor de
aplicaciones colabora con el servidor web para ofrecer una réplica activa a una
solicitud del cliente.
La aplicación académica funcionará como un servidor web por medio del protocolo
http y se podrá acceder por navegadores web como Chrome, Mozilla, Opera, etc.,
admitirá una vista basada en HTML para los usuarios como se muestra en la figura
5. El servidor proveerá diferentes formas de reenviar solicitudes a una aplicación
y de reenviar una página nueva o modificada para los usuarios.
Gráfico 5 Servidor Web
Elaborado por: raiolanetworks.es
Fuente: raiolanetworks.es
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Gráfico 6 Caching Proxy
Servidor Proxy
(Searchdatacenter, 2016) Un servidor proxy es un equipo con un sistema en medio
de una red y un servidor o internet. En el momento que un nodo necesita
comunicarse con un servidor o navegar por internet, este realiza un filtrado para
validar la comunicación.
Una de las ventajas de un servidor proxy, es el filtrado por páginas web asociados
a una categoría. Cuando el usuario desea realizar una consulta en una página
web con algún tipo de contenido que este categorizado como no permitido, el
servidor proxy restringirá el acceso a esa página, enviando un mensaje que dicho
contenido está bloqueado.
Otras de las ventajas que presenta es su cache o también llamado Caching Proxy.
Esta técnica es usada por equipo que poseen procesadores con memoria cache,
donde guardan la información que es altamente solicitada. Cuando una
información es solicitada recibirá una respuesta de la cache para poder así evitar
una transmisión que ante ya había sido solicitada. En el grafico 6 se encuentra
una petición de un archivo por primera vez y en el gráfico 7 cuando el mismo
archivo es vuelto a ser solicitado.
Gráfico 6 Cahing Proxy
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráfico 7 Caching Proxy 2
Gráfico 7 Cahing Proxy
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Los servidores proxy dentro de una organización pueden facilitar el control de las
seguridades sobre aplicaciones y páginas web que el usuario normalmente
accede. Las configuraciones en el navegador pueden ser de forma automática o
manual.
FUNDAMENTACION LEGAL
Ley orgánica de Telecomunicaciones
(Ciespal, 2011) En el año 2007, la Asamblea Constituyente realizó un proceso de
convergencia orientado a transformar el modelo de desarrollo, definiendo sectores
estratégicos, para que el estado pueda intervenir y regular, a beneficio de la
población ecuatoriana.
En el 2015 se publicó el registro de la “Ley Orgánica de Telecomunicaciones”.
Dentro de estas leyes se impulsar el desarrollo de las telecomunicaciones en
nuestro país.
En el artículo 3 de la “Ley Orgánica de Telecomunicaciones”, dentro de sus
objetivos busca:
Promover y fomentar la convergencia de redes, servicios y equipos
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Promover el despliegue de redes e infraestructura de telecomunicaciones, que incluyen audio y vídeo por suscripción y similares, bajo el cumplimiento de normas técnicas, políticas nacionales y regulación de ámbito nacional, relacionadas con ordenamiento de redes, soterramiento y mimetización.
Fomentar la neutralidad tecnológica y la neutralidad de red.
Estos artículos demuestran que el país analiza los aspectos de las redes y telecomunicaciones en el crecimiento socioeconómico, tomándolo como un recurso no renovable el cual debe ser controlado.
Artículo 9.- Redes de telecomunicaciones. “Se entiende por redes de
telecomunicaciones a los sistemas y demás recursos que permiten la transmisión,
emisión y recepción de voz, vídeo, datos o cualquier tipo de señales, mediante
medios físicos o inalámbricos, con independencia del contenido o información
cursada. (…). En el despliegue de redes e infraestructura de telecomunicaciones,
incluyendo audio y vídeo por suscripción y similares, los prestadores de servicios
de telecomunicaciones darán estricto cumplimiento a las normas técnicas y
políticas nacionales, que se emitan para el efecto.”
Las redes de telecomunicaciones según su uso se las clasifica en:
Redes Publicas
Redes Privadas
Artículo 12.- Convergencia. “El Estado impulsará el establecimiento y
explotación de redes y la prestación de servicios de telecomunicaciones que
promuevan la convergencia de servicios, de conformidad con el interés público y
lo dispuesto en la presente Ley y sus reglamentos…”.
Artículo 13.- Redes privadas de telecomunicaciones. “Las redes privadas son
aquellas utilizadas por personas naturales o jurídicas en su exclusivo beneficio,
con el propósito de conectar distintas instalaciones de su propiedad o bajo su
control. Su operación requiere de un registro realizado ante la Agencia de
Regulación y Control de las Telecomunicaciones y en caso de requerir de uso de
frecuencias del espectro radioeléctrico, del título habilitante respectivo. …”.
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La creación de esta ley con sus reglamentos, llevo a la creación de organismos
que pueden ejercer dicho control según el uso, estos organismos son:
Consejo Nacional de Telecomunicaciones, CONATEL.
Consejo Nacional de Radio y Televisión, CONARTEL.
Fondo de desarrollo de las telecomunicaciones, FODETEL.
(Ministerio de Telecomunicaciones, 2016) Además es importante indicar que
desde el año 2016 se empezó las primeras etapas del plan nacional de
telecomunicaciones y tecnologías de información en el Ecuador en el que estado
se enfoca en elevar el upgrade de la cobertura nacional de 2g y 3g a 4g, desarrollar
tiempos de conexión más rápidos usando tecnología LTE y disminuyendo latencia
en los enlaces.
DEFINICIONES CONCEPTULES
Half-duplex. - es un tipo de transmisión que funciona en ambas direcciones
(Emisor y Receptor), la transmisión solo puede ocurrir en una sola dirección a la
vez en la frecuencia que utiliza. Un ejemplo claro es la frecuencia de la banda
Civil, donde no puede operar simultáneamente una emisión y una recepción en el
mismo canal. Cuando es usada la banda Civil se debe dar aviso para que otros
puedan usar el canal usando la palabra “cambio”
Streaming. - es la distribución de contenido multimedia por medio de una red de
computadora, donde los usuarios pueden utilizar cualquiera de los servicios y a su
vez poder descargarlos. Un claro ejemplo en la actualidad es la aplicación Netflix
y YouTube donde se puede visualizar contenido multimedia y a su vez poder
descargarlo.
Firewall. - es un tipo de sistema que está diseñado para realizar bloqueos de
accesos no autorizados a una red o servidor. Se trata de un equipo o software que
están configurados para poder limitar, permitir, descifrar o cifrar tráficos de
diferentes servicios que pueden circular a través de una red externa. Un firewall
puede añadir una buena protección a la red si está bien configurado, pero no se
29
debe considerar totalmente suficiente, lo recomendado es también aplicar políticas
de seguridad.
Proxy. - es un servidor o dispositivo que funciona como un intermedio entre las
peticiones de un cliente (usuario) a un servidor o internet. Posee una gran variedad
de usos; uno de los más utilizados por las empresas e instituciones es el filtrado
de contenido y el acceso a internet, de esta forma se puede controlar la saturación
dentro de la red ocasionada por la navegación a internet y añadiendo el control de
página potencialmente peligrosas como a contenidos no deseado. Otro de sus
usos es el caching proxy también utilizada como una técnica de optimización en
los enlaces WAN.
Topología. - es la definición de un mapa físico como lógico de una red de
computadoras para el intercambio de información; en el concepto de redes se
puede decir que es la interconexión de un conjunto de nodos.
Convergencia. - es un término muy utilizados en las telecomunicaciones
haciendo referencia a; redes que poseen múltiples servicios o cuando una red
conoce todas las rutas existentes, también conocido como “Red convergente”.
Roaming. - también conocido como itinerancia, es un concepto utilizado en las
telecomunicaciones dando referencias que los dispositivos inalámbricos que se
encuentran dentro de una cobertura de red que es muy distinta a la principal,
puede conectarse a redes secundarias utilizando el identificador y comunicándose
a su red principal. Es muy utilizada en la telefonía celular donde un cliente de una
operadora puede seguir usando su identificador aun así no se encuentre dentro
de la cobertura de su red principal; un claro ejemplo son las personas que viajan
fuera del país y pueden recibir llamadas a su móvil.
Telecomunicaciones. - son todas las transmisiones y recepciones realizadas a
través de una señal o señales; normalmente estas señales son electromagnéticas,
que poseen imágenes, sonidos o algún tipo de información que se desee
comunicar a una cierta distancia. Un claro ejemplo serían las antenas de
televisión, antenas parabólicas y antenas celulares.
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Router. - es también conocido como enrutador; es aquel dispositivo que nos
permite comunicarnos con otras redes. Su funcionalidad está basada en el modelo
OSI a nivel de capa 3; dentro de sus funciones está la de encaminar los paquetes
de una red a otra, interconectándose a través del router.
Escalabilidad. - es la propiedad que suele indicar como puede reaccionar y
adaptarse un sistema o red, a un crecimiento y expansión sin perder su calidad en
los trabajos continuos.
31
CAPITULO III
PROPUESTA TECNOLOGICA
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
Factibilidad operacional
La institución cuenta con un cableado UTP que será reutilizado para la conexión
de los AP’s, igualmente cuenta con un Wirecloset con un rack que es usado para
montar los equipos de comunicación y servidores. Adicionalmente, existen puntos
de red distribuidos en los salones de la institución.
En general, la institución se encuentra para la implementación del proyecto, es
decir, existen los recursos técnicos, físicos y económicos para rediseñar la red
inalámbrica actual.
Factibilidad Técnica
Para el desarrollo del proyecto son necesarios los siguientes recursos:
Recursos tecnológicos
Recurso humano
Tiempo para el desarrollo del proyecto
Recursos tecnológicos
Los recursos que serán necesarios para el proyecto están enmarcados en; los
equipos que los usuarios han de utilizar (Smartphone, Table, Laptop y PC), un
servidor que distribuirá los servicios de red (políticas de seguridad y servicios
web), una controladora de red inalámbrica unificada para el login de los AP´s para
permitir la movilidad dentro de la red inalámbrica, puntos de accesos (AP) para
WI-Fi, el diseño de la red inalámbrica es compatibles con los estándares 802.11
ac/b/g/n en la banda de 2.4GHz y 5GHz.
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CUADRO 3
RECURSOS TECNOLÓGICOS
Equipos Costo Cantidad Total
Controladora de red inalámbrica DWC-2000
Wireless Controller for SMB
3200 1 3200
Access Point DWL-8610AP Dual-Band
AC1750 Unified Wireless Access Point
500 7 3500
Cisco Catalyst 9300 48 puertos PoE +,
Network Essentials
3600 2 7200
FORTINET FG-60E-DSL-BDL-980-60 FortiGate-60E-DSL Hardware plus 24x7 FortiCare and FortiGuard Enterprise
40000 1 4000
Servidor en rack Dell EMC PowerEdge R640 7000 1 7000
Cable UTP Cat 6 Caja 305 metros 200 1 200
TOTAL 25100
Cuadro 3 Recursos Tecnológicos
Elaborado por: Ronnie Cesar Díaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
El cuadro 3 describe los recursos tecnológicos y los precios para el proyecto
Recurso humano
El personal para el desarrollo de la estructura de red inalámbrica local posee los
conocimientos de redes para la creación de la red en la institución educativa.
También es necesario personal operativo para las instalaciones de los equipos en
la infraestructura. El siguiente cuadro describe los recursos humanos:
CUADRO 4
RECURSO HUMANO
Roles Costo Meses Total
Administrador de Networking 1000 3 3000
Personal Obrero 400 3 1200
TOTAL 4200
Cuadro 4 Recurso Humano
Elaborado por: Ronnie Cesar Díaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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El cuadro 4 indica los 2 recursos humanos para el proyecto el cual abarca desde
el diseño de la red, la instalación de los equipos y toda la operativa con sus costos
durante el tiempo del proyecto.
Tiempo para el desarrollo del Proyecto
El proyecto esta propuesto para 3 meses de duración, que abarca desde el estudio
de cobertura, cálculos de AP, hasta la entrega de la red inalámbrica local. El costo
total de inversión del proyecto se resume en el cuadro 5.
CUADRO 5
INVERSIÓN DEL PROYECTO
INVERSION COSTO
RECURSOS TECNOLOGICOS 25100
RECURSOS HUMANOS 4200
TOTAL 29300
Cuadro 5 Inversión del Proyecto
Elaborado por: Ronnie Cesar Díaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Factibilidad económica
Para los análisis del proyecto se consideró los ingresos mensuales de 3 meses; a
estos valores se descontaron los gastos de todos los servicios básicos, los
servicios varios, gastos administrativos, pagos de sueldos, proveedores y todo
gasto ocasional que se presente.
El cuadro 6 y cuadro 7, se desglosa todos los ingresos y gastos de la institución.
El cuadro 8 muestra la ganancia que obtiene la institución mensualmente.
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CUADRO 6
INGRESOS DE LA INSTITUCIÓN
DESCRPCION VALORES
PENSION DE LOS ESTUDIANTES 190
NUMERO DE ESTUDIANTE PROMEDIO 350
TOTAL 66500
Cuadro 6 Ingresos de la Institución
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
CUADRO 7
GASTOS DE LA INSTITUCIÓN
DESCRIPCION VALORES
SUELDOS 30000
AGUA 2000
LUZ 3500
TELEFONO 200
INTERNET 400
GASTOS DE OFICINAS 300
GASTOS VARIOS 150
GASTOS DE MANTENIMIENTOS 2200
IMPUESTO 3500
TOTAL 42250
Cuadro 7 Gastos de la Institución
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
CUADRO 8
GANANCIA NETA MENSUAL
DESCRIPCION VALORES
INGRESOS DE LA INSTITUCION 66500
GASTOS DE LA INSTITUCION 42250
GANANCIA NETA MENSUAL 24250
Cuadro 8 Ganancia neta mensual
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Gráfico 8 VAR Y TIR
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
VAR (Valor Actual Neto) y TIR (Tiempo Interno de Retorno)
Para los respectivos cálculos del VAN y TIR se toma como estimación un 5% de
los ingresos de la institución (Cuadro 9) con una tasa de descuento del 3%.
CUADRO 9
FLUJO DE INGRESOS CON PROYECCION DE 3 MESES
0 1 2 3
24250 25462.50 26735.63 28072.41 Cuadro 9 Flujo de ingresos con proyección de 3 meses
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 8: VAR Y TIR
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: http://www.vantir.com
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Gráfico 9 Metodología Top-Down
El VAR dentro del proyecto para que sea rentable es de 65682.91 por tanto el
proyecto es rentable, el TIR es de 77.7 % determinando que es favorable para la
institución
DESARROLLO DE LA PROPUESTA Metodología del proyecto
Para desarrollar del proyecto se aplicó la metodología “Top Down Network
Desing”, en español “Desarrollo descendente en redes” descrita en el grafico 9.
Esta metodología se define en etapas de análisis de todos los requerimientos. En
cada fase se desglosa los diseños y simulaciones hasta que se ponga en marcha
el proyecto. A diferencia de otras metodologías de gestión, esta exige realizar una
gestión, las etapas deben definir los requerimientos y el ámbito de las
problemáticas con exactitud, para que los resultados se presentan sobre la
marcha.
Las fases de simulación permiten identificar las etapas de alto impacto en el
proyecto. En los escenarios de estudio se puede determinar el alcance de la
tecnología que se va a implementar, y de ser necesario mejorar el diseño de la
infraestructura.
Gráfico 9: Metodología Top-Down
Elaborado por: Saavedra Juan Carlos
Fuente: (Networking y Conectividad, 2017)
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El proyecto está conformado por 5 fases de la metodología Top-Down para definir
la red inalámbrica y los servicios:
Fase 1.- Análisis de la situación actual. – describe como se encuentra
la institución antes de la propuesta de red, el diseño actual y el hardware
que se utiliza.
Fase 2.- Análisis de los requisitos. – presenta las entrevistas que se
realizaron, el levantamiento de información y los requerimientos
funcionales y no funcionales.
Fase 3.- Diseño de la red inalámbrica. – se encuentra la propuesta, los
mecanismos de seguridad y direccionamientos lógicos.
Fase 4.- Estudio de cobertura. – presenta los planos donde se realizaron
las pruebas para la justificación de los AP (Prueba de Software).
Fase 5.- Prueba e implementación. – presenta los resultados de las
simulaciones, de los servicios de red propuestos, incluyendo la simulación
del esquema de red.
FASE 1: ANÁLISIS DE LA SITUACION ACTUAL
En esta fase se realiza un análisis del diseño actual con el que cuenta la
institución, los equipos que conforman la red inalámbrica y la ubicación de los AP
dentro de la zona de cobertura.
Actualmente la institución no cuenta con una red inalámbrica con las políticas de
seguridad adecuadas, filtrado por contenido, bloqueo de puertos como se nuestra
en el grafico 10, el diseño actual no provee el servicio de Roaming dentro de la
zona de cobertura de la red inalámbrica, cada vez que un dispositivo sale de la
cobertura de un AP tiene que nuevamente iniciar sección al entrar en la cobertura
del otro AP trayendo consigo problemas en la movilidad dentro de la institución
obligando a la comunidad académica permanecer en un sitio para estar dentro de
la red y acceder a los servicios.
38
Gráfico 10 Diseño lógico de la red inalámbrica actual
Gráfico 10: Diseño lógico de la red inalámbrica actual
Elaborado por: Ronnie Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
La infraestructura está formada por 4 equipos Router inalámbrico Smart Wi-Fi de
doble banda N600 Linksys EA2700, un switch Tp-Link TIsg1024d de 24 puertos
Gigabit Rackeable, un firewall en software sobre un sistema operativo Centos 5.4
en modo lineal administrado por medio de Webmin 1.86, el enrutador es un router
de borde propiedad del proveedor de internet.
Las configuraciones de los router Linksys se encuentran por defecto y activado el
servicio de DHCP, en las interfaces de internet cada uno posee una IP fija con
enmascaramiento 24 y puerta de enlace la IP asignada a una de las interfaces del
router de borde.
Para poder acceder a la red inalámbrica se utiliza una contraseña de tipo WPA2,
que se encuentra configurada en todos los router Linksys
En el cuadro 10 se puede visualizar un resumen de los parámetros configurados
en lo router.
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Gráfico 11 Plano del Primer Piso
CUADRO 10
CONFIGURACIONES DE LOS DISPOSITIVOS ACTUALES
Nombre Router
Interface de internet
Mascara de red
Puerta de enlaces
Servidor DHCP habilitado
Rango de IP asignados
R1P1 172.16.100.10 16 172.16.100.1 SI 192.168.1.100 192.168.1.200
R2P1 172.16.100.11 16 172.16.100.1 SI 192.168.1.100 192.168.1.200
R1PPB 172.16.100.12 16 172.16.100.1 SI 192.168.1.100 192.168.1.200
R2PPB 172.16.100.13 16 172.16.100.1 SI 192.168.1.100 192.168.1.200
Cuadro 10 Configuración de los dispositivos actuales
Elaborado Por: Ronnie Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Descripción de edificio
El edificio cuenta con dos plantas como se muestra en los gráficos 11 y 12
representados por los planos diseñados en AutoCAD que se implementaron para
el estudio de la cobertura
Gráfico 11: Plano del Primer Piso
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráfico 12 Plano de la planta baja
Gráfico 12: Planos de la Planta Baja
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
FASE 2: ANÁLISIS DE REQUISITOS
En esta fase se presenta los requerimientos funcionales y no funcionales. Para lo
cual se utilizó la técnica de la entrevista dirigida a docentes de la institución (ver
anexo 1). Para validar criterios técnicos y de funcionalidad de la propuesta se
entrevistó a un profesional en diseño de redes inalámbricas (ver anexo 2).
Análisis metas de la Institución
Como se puede observar la actividad de la Institución es el área de la educación,
su meta es ser una de las instituciones educativas con prestigio en el cantón
Daule, para poder cumplir ese objetivo la Institución educativa busca migrar a una
era digital y contar con una infraestructura tecnológica inalámbrica para estar al
nivel de los grandes colegios que cuentan con estas infraestructuras y plataformas
digitales.
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METAS TÉCNICAS
Requerimiento funcional
El diseño de una red inalámbrica que permita la movilidad dentro de la institución.
La implementación de un SSID para estudiante y un SSID para los docentes.
Un firewall para salvaguarda la información de la institución y el estudiantado.
El bloqueo de redes sociales, páginas con contenido no acto para los estudiantes
y el bloqueo de puertos para todo tipo de juego online.
El bloqueo de conexiones VPN dentro de la institución.
La navegación por internet.
Requerimiento no funcional
Un servidor Radius para las autentificaciones de los usuarios dentro de la
institución.
Un firewall FORTINET Hardware plus 24x7 FortiCare and FortiGuard Enterprise.
Un prototipo de una plataforma académica para la automatización del registro de
calificaciones.
FASE 3: DISEÑO DE LA RED INLÁMBRICA
En esta fase se muestra el diseño propuesto con los mecanismos y dispositivos
de seguridad como firewall, servidor Radius y la información del direccionamiento
lógico de los dispositivos dentro de la red.
Diseño de la topología de red
El tipo de topología del diseño es en estrella (gráfico 2), para el cálculo del número
de AP’s, será basada en la capacidad. Para poder determinar la capacidad
necesaria de AP en la red, primero es necesario estimar cual sería el numero
posibles de usuarios que pueden estar conectados en un determinado tiempo.
Cabe recalcar que el número de AP que serán utilizados no es definitivo ya que
se podría utilizar una cantidad superior a la estimada, para poder abarcar las
42
Gráfico 13 Diseño lógico de la red inalámbrica propuesta
zonas sin cobertura. Otros de los factores que interviene serian el número de
alumnos, dado que no son un número constante.
El diseño de la red como se muestra en el gráfico 10, indica la situación actual de
la institución, subdivisión de tráfico y filtros por contenidos, el diseño de la
propuesta como se visualiza en el gráfico 13 muestra un diseño con un servidor
Radius para autentificación de los alumnos y docentes.
Gráfico 13: Diseño lógico de la red inalámbrica propuesto
Elaborado por: Ronnie Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Para el direccionamiento lógico se realizará las creaciones de VLANS para
distribuir el tráfico correspondiente entre la comunidad académica según el rol que
se asigne a cada miembro. La distribución del direccionamiento lógico será según
las indicaciones del cuadro 11.
CUADRO 11
DISTRIBUCIÓN DEL DIRECCIONAMIENTO LÓGICO
NOMBRES PLANTA VLAN RED IP MASCARA
AP11 PRIMERO VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.10 28
AP12 PRIMERO VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.11 28
AP13 PRIMERO VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.12 28
APPB1 PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.13 28
APPB2 PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.14 28
43
APPB3 PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.15 28
APPB4 PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.16 28
VLAN 2 DOCENTE CRIU VLAN2 192.168.2.0 192.168.2.1 24
VLAN 3 ESTUDIANTES CRIU VLAN3 192.168.3.0 192.168.3.1 24
SWITCHPB PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.3 28
CRIU PLANTA BAJA VLAN1 192.168.10.0 192.168.10.2 28
CRIU INTERNET PLANTA BAJA 192.168.1.0 192.168.1.2 29
SERVIDOR RADIUS PLANTA BAJA 192.168.1.0 192.168.1.5 29
FIREWALL GE 1 PLANTA BAJA 192.168.1.0 192.168.1.1 29
FIREWALL GE 0 PLANTA BAJA PROVEEDOR PROVEEDOR PROVEEDOR PROVEEDOR
Cuadro 11 Distribución del direccionamiento lógico
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Las medidas de seguridad que se implementan es una autentificación por servidor
“RADIUS” para el inicio de sección de los usuarios en la red. El control de las
seguridades a nivel de los AP’s se procedió a la creación de un perfil en la
controladora de red unificada para su control, evitando que equipo de tercero
conectados a la red tengan accesos a los servicios de red e internet.
FASE 4 ESTUDIO DE COBERTURA
En esta fase se realiza un estudio de la cobertura actual de la red y un estudio
posterior al cálculo del número de AP’s que serán utilizadas para la propuesta;
cabe indicar que una vez realizado el estudio posterior al cálculo de AP puede que
sea necesario un número mayor de AP’s que los calculados, para cubrir todas las
áreas de la institución.
Es aconsejable poder evaluar las ubicaciones idóneas por medio de herramientas
que son profesionales que existen actualmente en el mercado, estas herramientas
o software nos son de mucha utilidad para realizar las parametrizaciones de los
equipos utilizados, estos softwares ofrecen opciones donde se puede importar
planos y así poder determinar las ubicaciones realizando simulaciones de todo un
entorno, sin embargo, estos softwares o hardware que realizan las simulaciones
poseen un alto costo.
44
Con lo antes mencionado y para no generar costos, el proceso que se llevará será
de forma iterativa, ubicando los AP de forma temporal en diversos puntos para
verificar si cumple con los requisitos como los niveles de señal, en canal más
apropiado y los niveles de frecuencias, etc., en caso de un resultado no favorable
solo se cambiará la ubicación de los AP hasta obtener los resultados deseados.
Calculo del número de AP
Para realizar el cálculo del número de AP se debe de tener en consideración
algunos parámetros, que se detallan a continuación, con sus respectivas
variables:
Ce. - es la capacidad de efectividad de un punto de acceso. Según una de las
normas 802.11 más utilizados la velocidad es 54 Mbps, lo cual 22 Mbps son la
tasa efectiva de transmisión y recepción de los datos en una comunicación half-
duplex.
N.- es el número potencial máximo de usuario que estarán en cada una de las
áreas.
Fs.- es el factor simultáneo. Representa el número máximo de los usuarios que
están usando la red inalámbrica simultáneamente. Para las áreas donde se
concentra el mayor número de usuarios es del 30% y para el resto de zona es del
20%.
Cg.- es la tasa de transferencia. Esta es la tasa mínima de transferencia que
tendrá cada uno de los usuarios, en el presente caso es de 1Mbps.
Fe. - es la Escalabilidad. Uno de los valores que tiende a ser variante es el número
de usuario que se conectan a la red, este valor puede aumentar como disminuir.
El valor para el cálculo es representado como un aumento de demanda para poder
conectarse a la red, dicho valor se llamará factor de escalabilidad y es del 10%.
C.- es la tasa de transferencia acumulada. Es producto de la tasa de transferencia
por el número de usuario.
NAP. - es el número de AP’s necesarios.
A continuación, se muestra el cálculo del número de AP’s que serán distribuidos
en las diferentes zonas de la institución. Es importante indicar que la institución
cuenta con 2 plantas o pisos como se muestra en los gráficos 11 y 12.
45
Primer piso alto
Costa de 7 aulas de clases con un promedio de 21 alumnos, más 21 alumnos del
laboratorio de computación
N = 21 + (21*7)
N = 168 usuarios
En el primer piso alto se encuentra bachillerato, son los que más utilizan la red
inalámbrica por tal motivo el porcentaje de simultaneidad es del 30%
C = N * Fs * Cg
C = 168 * 0.30 * 1
C = 50.40 Mbps
Para calcular el número de AP’s tenemos que considerar la escalabilidad es del
10% y la tasa efectiva de transmisión de 22Mbps.
NAP = (C * Fe) / Ce
NAP = (50.40 * 1.1) / 22
NAP = 2.52 = 3
NAP = 3 AP
Planta Baja
Costa de 8 aulas de clases con un promedio de 21 alumnos por aula y 11 usuarios
más que se dividen en, personal administrativo y docente en horas libres.
N = 11 + (21*8)
N = 179 usuarios
En la planta baja se encuentra los alumnos de 8vo 9no y 10mo de educación
básica, el porcentaje de simultaneidad es del 20% por el motivo que no utilizan la
red inalámbrica frecuentemente.
46
C = N * Fs * Cg
C = 179 * 0.20 * 1
C = 35.80 Mbps
Para calcular el número de AP tenemos que considerar la escalabilidad que es del
10% y la tasa efectiva de transmisión que es 22Mbps.
NAP = (C * Fe) / Ce
NAP = (35.80 * 1.1) / 22
NAP = 1.79 = 2
NAP = 2 AP
Estudio de cobertura previo
Se realizó un análisis del edificio y los planos con la ubicación de los AP’s con los
que cuenta la institución, en el gráfico 14 y gráfico 15 se puede visualizar la
ubicación con la propagación de la señal de cada uno de estos AP’s.
La planta baja cuenta con 2 AP’s ubicados en la sala del personal docente y en el
rectorado de la institución, cubriendo la parte administrativa. En la primera planta
se puede visualizar la ubicación de 2 AP y la propagación de la señal que emiten.
Realizando un análisis se pudo constatar; que estos 2 AP son los único para
solventar la conexión en la planta baja como en el primer piso, pero esta
distribución presenta las siguientes falencias:
La ubicación de los AP provee conexión a la red en los 2 pisos, pero la
intensidad de propagación de la señal es mucho mayor en el primer piso;
en la planta baja es muy baja lo cual genera problemas en la conectividad
y es muy difícil el poder desplazarse.
La planta baja depende mucho de los AP’s del primer piso si llegase a fallar
uno o los dos AP’s, ambos pisos quedaran sin acceso a la red.
Los AP’s funcionan en la frecuencia de 5 GHz con los estándares 802.11
b/g. Dada a las características de la frecuencia de 5 GHz el rango de
propagación es muy reducido y además es muy susceptible cuando la
señal se encuentra con paredes, la señal no se propaga correctamente
47
Estudio de cobertura posterior
Para determinar el número de AP’s definitivo y poder cubrir las zonas de cobertura,
se realizó un estudio más minucioso de toda la red inalámbrica con los AP en
diferentes ubicaciones para lograr la cobertura en toda la institución. En los
gráficos 16 y 17 se puede visualizar las zonas de cobertura y la ubicación de cada
AP’s en las diferentes plantas.
En la planta baja (gráfico 16) se encuentra ubicados 4 AP’s distribuidos, donde se
cubre todos los salones de clases, el salón de profesores y la parte administrativa,
también se puede visualizar que las zonas de coberturas están conectadas
logrando el paso de una zona a otra sin que se pierda la conexión creándose así
Roaming dentro de la institución. Los AP están trabajando en el estándar 802.11ac
de la banda 5 GHz.
El primer piso (grafico 17) se encuentran ubicados 3 AP que cubre todas las aulas
del primer piso, el laboratorio de computación y el auditorio, igualmente que la
planta baja se puede visualizar las zonas de cobertura y el Roaming para la
movilidad dentro de la zona sin perder la conexión. Los AP’s están trabajando en
el estándar 802.11ac de la banda de 5 GHz.
Para realizar el estudio se utilizó una aplicación gratuita muy potente que recoge
la información de los WI-FI y pueden ser visualizada la propagación de las señales
en las distintas frecuencias y los diferentes estándares IEEE 802.11, la aplicación
se denomina TamoGraph Site Survery en modo de evaluación de 15 días, con
limitantes como; el uso de la aplicación por 10 minutos y el guardado del proyecto
en un archivo.
Los dispositivos que se utilizaron para los estudios previos y posterior son:
Laptop Dell Inspiron 15 7000 Series
Sistema Operativo Windows 10
Software TamoGraph Site Survery, version 4.0
Cabe indicar que la aplicación trabaja con una gama de tarjeta de red inalámbrica
de diferentes fabricantes, en este caso la tarjeta de red inalámbrica del equipo
está dentro de su listado, de no ser el caso se recomienda usar una tarjeta de red
inalámbrica Atheros AR9285 que es compatible con la aplicación.
48
Gráfico 14 Estudio de Cobertura Previo Planta Baja
Gráfico 14: Estudio de Cobertura Previo Planta Baja
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráfico 15 Estudio de Cobertura Previo Primer Piso
Gráfico 15: Estudio de Cobertura Previo Primer Piso
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráfico 16 Estudio de Cobertura Posterior Planta Baja
Gráfico 16: Estudio de Cobertura Posterior Planta Baja
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
51
Gráfico 17 Estudio de Cobertura Posterior Primer Piso
Gráfico 17: Estudio de Cobertura Posterior Primer Piso
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Análisis posterior al estudio de cobertura y cálculo del número de AP
A continuación, en el cuadro 12 y cuadro 13 se muestra los resultados obtenidos,
comparando el número de AP necesarios para cubrir toda la institución.
CUADRO 12
ANÁLISIS COMPARATIVO
PLANTA N° DE AP
POR
CAPACIDA
N° DE AP
POR
COBERTURA
TASA DE
TRANSMISION
ESTIMADA
TASA DE
TRANSMISION
MAXIMA
PLANTA BAJA 2 4 36 Mbps 450 Mbps
PRIMER PISO 3 3 51 Mbps 450 Mbps
TOTAL 5 7 87 Mbps 900 Mbps
Cuadro 12 Análisis Comparativo
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
CUADRO 13
ANÁLISIS COMPARATIVO 2
PLANTA MBPS Estimados MBPS Máximos
PLANTA BAJA 36 44
PRIMER PISO 51 66
TOTAL 87 110
Cuadro 13 Análisis Comparativo 2
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Como se puede visualizar en el cuadro 12 el número total de AP’s que se utiliza
es de 7 y no 5; para poder cubrir toda la planta baja se utilizan 4 AP’s y no 2. En
el cuadro 14 se visualiza el resumen de todos los datos que son más relevantes
tomando en cuenta el ancho de banda para la conexión a internet.
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CUADRO 14
ANALISIS DE DATOS RELEVANTES
DATOS ESTIMADO OFRECIDO
N° MÁXIMO USUARIOS SIMULTANEOS 87 900
VELOCIDAD POR USUARIO 1 Mbps 1 Mbps
MEDIA DE USUARIOS POR AP 17.4 128.57
N° DE AP REQUERIDOS 5 7
VELOCIDAD TOTAL 87 900
Cuadro 14 Análisis de datos relevantes
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Se puede observar en el cuadro 14 la demanda actual de 87 usuarios mínimos
conectados a una velocidad de 1 Mbps; ocuparía en parte la totalidad del ancho
de banda contratado de 100 Mbps, cabe indicar que esto representa el 25% de la
comunidad académica conectada simultáneamente y está consumiendo más del
75% del ancho de banda contratado. Para poder cubrir el 100% de la comunidad
y pensando en el crecimiento de los usuarios a futuro es necesario un ancho de
banda de 500 Mbps
FASE 5 PRUEBAS E IMPLEMENTACIÓN
En esta fase se realizan pruebas de funcionamientos de los diferentes AP’s y su
conectividad, si existe algún tipo de problemas en el tráfico de la red y la
navegación por internet.
Se implementó una simulación de la infraestructura de red donde se realizaron
pruebas de diversos escenarios que podrían presentar y las configuraciones de
cada uno de los equipos de comunicación. El gráfico 18 muestra la simulación de
la red.
54
Simulación de la infraestructura Gráficos 18 Simulación de la infraestructura
Gráfico 18
Simulación de la infraestructura
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
55
Gráficos 19 Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN2
En la simulación se puede observar las distintas áreas de cobertura, salones de
clases, sala de profesores, el laboratorio de computación y el Wirecloset.
La red está dividida en dos VLAN, la VLAN Docentes (VLAN 2) y la VLAN
Estudiantes (VLAN 3). Para las WLAN se configura un Wireless LAN Controller
(WLC) que permite la configuración, asignación y autentificación de la WLAN en sus
respectivas VLAN. Para la autentificación de los estudiantes se usa una clave
genérica y para la autentificación de los profesores es por medio de usuario y
contraseña alojadas en un servidor RADIUS.
Todas las VLAN poseen salidas a internet para realizar investigaciones.
La VLAN 1 es utilizada para la administración de los dispositivos de comunicación
con son el switch, wlc y ap.
Cabe indicar que existe un switch donde se conectaran los equipos de cómputo que
se encuentra en los salones de clase y en los departamentos administrativos.
En el grafico 19 se puede visualizar las pruebas de conectividad desde un equipo
conectado a la VLAN 2 (Docente), realizando un ICMP (ping) hacia la puerta de
enlaza que es 192.168.2.2.
Gráfico 19
Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN 2
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
En el grafico 20 muestra las pruebas que se realizó en la VLAN 3 realizando un
ICMP (ping) hacia su puerta de enlaces que es 192.168.3.2.
56
Gráfico 20 Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN 3
Gráficos 21 Prueba de ICMP entre VLANS
Gráfico 20
Prueba de ICMP hacia el Gateway VLAN 3
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Como se puede visualizar los gráficos 19 y 20 podemos hacer un análisis e indicar
que existe comunicación en cada una de la VLAN.
En el gráfico 21 se realiza el análisis donde las VLANS no tienen comunicación
entres si, esto es; porque los sistemas de la institución solo pueden ser visualizados
por la VLAN 2, se realizó un ICMP entre dos dispositivos de cada una de la VLAN.
Gráfico 21
Prueba de ICMP entre VLANS
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
57
Gráficos 22 Navegación por internet de la VLAN 2
Gráficos 23 Navegación por internet de la VLAN 3
En el gráfico 22 y 23 se muestran las pruebas de navegación por internet de las
VLANS.
Gráfico 22
Navegación por internet de la VLAN 2
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 23
Navegación por internet de la VLAN 3
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
58
Gráficos 24 Ingreso al Sistema Académico (Simulación)
Gráficos 25 Configuración de los AP (Simulación)
En el gráfico 24 se muestra las pruebas realizadas para ingresar al sistema
académico. En los gráficos 27, 28, 29, 30, 31 se muestran la implementación y
prueba realizadas (Ver Anexo 4)
Gráfico 24
Ingreso al Sistema académico (Simulación)
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
En el gráfico 25 y 26 se visualiza las configuraciones de la controladora de red
inalámbrica y de los AP’s. Las configuraciones de los equipos del proyecto pueden
ser vistas en anexo 3.
Gráfico 25
Configuración de los AP (Simulación)
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
59
Gráficos 26 Configuración de la Controladora de red Inalámbrica
Gráficos 27 Instalación de equipos AP’s
Gráfico 26
Configuración de la Controladora de red inalámbrica (Simulación)
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 27
Instalación de equipos AP’s
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
60
Gráficos 28 Instalación de controladora de red inalámbrica unificada
Gráficos 29 Demostración del prototipo del sistema académico
Gráfico 28
Instalación de controladora de red inalámbrica unificada
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 29
Demostración del prototipo del sistema académico
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
61
Gráficos 30 Funcionalidades del prototipo del sistema académico
Gráficos 31 Capacitación en el registro automatico de calificaciones Gráficos 31 Capacitación en el registro automático de calificaciones
Gráfico 30
Funcionalidades del prototipo del sistema académico
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 31
Capacitación en el registro automático de calificaciones
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráficos 32 Reunión con rectora de la istitución y docente
Gráfico 32
Reunión con rectora de la institución y docente
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
63
Gráficos 33 Reunión con rectora de la institución y docente 2
Gráficos 34 Página de inicio de sección de "SISACADEMIC"
Gráfico 33
Reunión con rectora de la institución y docente 2
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 34
Página de inicio de sección de “SISACADEMIC”
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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Gráficos 35 Página principal de "SISACADEMIC"
Gráficos 36 Reporte mensual de "SISACADEMIC"
Gráfico 35
Página principal de “SISACADEMIC”
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
Gráfico 36
Reporte mensual de “SISACADEMIC”
Elaborado por: Ronnie Cesar Diaz Soriano
Fuente: Datos de Investigación
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CAPITULO IV
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Para realizar los estudios previos y posteriores de la cobertura, se utilizó la
herramienta TamoGraph Site Survery; la simulación con esta herramienta
sugirió el uso de las frecuencias y estándares, así como la propagación de
la señal por todo el edificio. Esto permitió mejorar la distribución de la señal
inalámbrica en las áreas requeridas por el usuario.
Para el diseño de la infraestructura de red, fue necesario el estudio previo y
posterior de la cobertura; con esta información y mediante un análisis,
permitió identificar parámetros como la cantidad puntos de acceso,
intensidad y cobertura de la señal para que los usuarios se conecten a la
red y puedan desplazarse por la institución.
El prototipo de la plataforma académica automatizó los procesos de registro
de calificaciones y redujo los tiempos de entrega de informes. Cabe indicar
que la plataforma académica es un proyecto de una duración de 9 meses
para su finalización. Su desarrollo sigue en ejecución.
La autentificación por medio de un servidor Radius ayuda a mejorar la
seguridad dentro de la institución contrarrestando posibles intrusos que
deseen ingresar a la red.
El levantamiento de información para el diseño de la red se la realizó por
medio de entrevistas dirigidas al personal docente y a profesionales del área
de redes y telecomunicaciones. La primera entrevista permitió conocer
cuáles son los requerimientos funcionales y la segunda los requerimientos
no funcionales.
El análisis de la parte financiera indica que el proyecto es factible y
considerando los ingresos de la institución, la inversión del proyecto se logra
recuperar en un tiempo de 3 meses según el valor actual neto, tiempo de
retorno e inversión y la tasa de retorno.
La norma 802.11ac en la frecuencia de 5 GHz, es un estándar de gran
velocidad alcanzado en teoría 1.73 Gbits con 25 canales, tomando en
66
consideración estas características se puede indicar que es una norma que
se ajusta a los requisitos funcionales solicitados.
Recomendaciones
Realizar pruebas de campo para validar posibles factores que obliguen a
elaborar correcciones en el diseño o cambios de lugar de los AP para tener
una buena cobertura.
Usar aplicaciones de monitoreo como Nagios o Zabbix para la detección de
fallas en la red inalámbrica que permitan determinar si un equipo presenta
problemas o se encuentra fuera de red.
Monitorear las actividades de los puertos del switch para verificar sus
estados. Extender esta revisión a los equipos inalámbricos.
Se recomienda si a futuro se desea implementar una red para los visitantes,
invitados o para proveedores; crear una WLAN diferente para no vulnerar la
WLAN existentes.
Deshabilitar SNMP de todos los dispositivos para el acceso a las
configuraciones de los AP. En caso de ser necesaria su habilitación, se
recomienda SNMP en versión 3 que presenta mejores características
respecto a la autentificación y encriptación de la información a diferencia de
las versiones anteriores.
Utilizar un sistema de acceso remoto para simplificar la administración sin la
necesidad de moverse físicamente a los lugares donde se presentan los
problemas.
Utilizar coma (,) y no punto (.) al ingresar valores al prototipo de una
plataforma académicas para realizar los cálculos de forma correcta
67
BIBLIOGRAFÍA
Blas J. F. (2017). Seguridad y control del acceso a las redes inalámbricas en la
UNSM-T mediante servidores de autentificación Radius con el uso de
certificaciones digitales (Tesis de Pre-Grado, Universidad Nacional de San Martin).
Recuperado de http://repositorio.unsm.edu.pe/handle/11458/2206
Iturralde J.C. (2018). Diseño de una Infraestructura de Red para Integrar Los
Servicios Tecnológicos de La Empresa Dekorem (Tesis de Pre-Grado, Universidad
de Guayaquil). Recuperado de http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/26836
Murillo J.M. (2015). Diseño e implementación de una red inalámbrica unificada en
el Colegio Nuestra Señora de Fátima de Valencia (Tesis de Pre-Grado, Universidad
Politécnica de Valencia). Recuperado de https://riunet.upv.es/handle/10251/57385
Suquillo E. I. (2014). Diseño e implementación de una red LAN inalámbrica y el
sistema de Video Vigilancia sobre IP para la Unidad Educativa Cristiana Verbo
Mañosca en la Ciudad de Quito (Tesis de Pre-Grado, Universidad Internacional
SEK). Recuperado de http://repositorio.uisek.edu.ec/handle/123456789/1050
Ortega de la Cruz M. A. (2017). Diseño de un cableado estructurado bajo la
Metodología Top Down Network Design Aplicando políticas de seguridad para el
colegio el Pinar de la ciudad de Huaraz 2017 (Tesis de Pre-Grado, Universidad
Católica los Ángeles de Chimbote). Recuperado de
http://repositorio.uladech.edu.pe/handle/123456789/2283
Mero S. (2017). Estudio y diseño de una red inalámbrica utilizando el estándar
802.11 AC. (caso de estudio UTM) (Tesis de Maestría, Pontificia Universidad
Católica del Ecuador). Recuperado de
http://repositorio.puce.edu.ec/handle/22000/13687
68
Paredes M. E. (2009). Análisis diseño e implementación de una red LAN inalámbrica
(802.11G) para el Laboratorio de Computación de la Facultad de Ciencias a
conectarse con la red de infraestructura de la Escuela Politécnica Nacional (Tesis
de Pre-Grado, Escuela Politécnica Nacional). Recuperado de
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/1815
Ultrilla E. N, Poma C. (2017) Diseño e implementación de la infraestructura de red
corporativa para mejorar la comunicación y seguridad de datos de la empresa
CONALVIAS en la ciudad de Lima-2017 (Tesis de Pre-Grado, Universidad
tecnológica del Perú). Recuperado de http://repositorio.utp.edu.pe/handle/UTP/863
Santos G. J (2014). Análisis y optimización del rendimiento de enlaces inalámbricos
de área extendida, utilizando hardware dedicado (Tesis de Pre-Grado, Universidad
de las Fuerzas Armadas -ESPE). Recuperado de
http://repositorio.espe.edu.ec/handle/21000/8945
Garcés R. F. (2018). Estudio para el mejoramiento de las redes de área local
inalámbricas de las carreras de ingeniería en sistemas computacionales y
tecnología de la información (Tesis de Pre-Grado, Universidad Estatal del Sur de
Manabí). Recuperado de http://repositorio.unesum.edu.ec/handle/53000/1180
Toala J. M. (2016) Diseño de una red Wifi de largo alcance con tecnología TDMA.
Caso de estudio Universidad Técnica de Manabí sede Lodana cantón Santa Ana
(Tesis de Pre-Grado, Pontificia Universidad Católica del Ecuador). Recuperado de
http://repositorio.puce.edu.ec/handle/22000/13146
Molina J. C. (2016). Implementación de un sistema web para el control de procesos
de la clínica veterinaria Mascotas (Tesis de Pre-Grado, Universidad Estatal
Península de Santa Elena). Recuperado de
http://repositorio.upse.edu.ec/handle/46000/3501
69
Dender J. A., Garcia C. S. (2016) Análisis y mejora de la red WLAN de la facultad
de ciencias medica de la Universidad de Guayaquil (Tesis de Pre-Grado,
Universidad de Guayaquil). Recuperado de
http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/11914
Espinoza M. A., Ordoñez C. J. (2016). Desarrollo de un prototipo de arreglo de
antenas mimo para pruebas en redes WLAN (Tesis de Pre-Grado, Universidad
Nacional de Loja). Recuperado de
http://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/14599
Jaramillo C. M., Ocampo L. S., Vivanco H. P. (2016). Implementación Active
Directory aplicando el estándar 802.1x, dentro de la red LAN y WLAN de la
universidad nacional de Loja (Tesis de Pre-Grado, Universidad nacional de Loja).
Recuperado de http://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/10942
Vidal M. A, Pesantes J. R (2016). Diseño de portal cautivo para el uso del internet
a través de la red WLAN para la facultad de ciencias administrativas de la
universidad de Guayaquil. (Tesis de Pre-Grado, Universidad de Guayaquil).
Recuperado de http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/30899
Guanotoa D. M. (2016). Diseño de una red inalámbrica de voz y datos utilizando
tecnología Wimax para interconectar las dependencias de Petro producción con el
bloque 15 en el Distrito Quito (Tesis de Pre-Grado, Escuela Politécnica Nacional).
Recuperado de http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16959
Arce C. X. (2013). Implementación de una Red Inalámbrica Airmax para Servicio de
Internet (Tesis de Pre-Grado, Universidad de Azuay). Recuperado de
http://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/3138
Galoc Vilca J. E. (2016). Diseño e implementación de un sistema de geolocalización
en interiores para plataforma Android vía la red Enterprise ALN de la PUCP (Tesis
de Pre-Grado, Pontificia Universidad Católica del Perú). Recuperado de
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7156
70
Gonzales Rondan N O (2015) Diseño e implementación de un proveedor de servicio
de internet inalámbrico utilizando la tecnología Routerboard Mikrotik, en la ciudad
de Recuay en el año 2015 (tesis de Pre-Grado, Universidad Católica los Ángeles
de Chimbote). Recuperado de
http://repositorio.uladech.edu.pe/handle/123456789/659
71
ANEXOS
ANEXO 1: ENTREVISTA A DOCENTE
¿Cómo categoriza la red inalámbrica actual?
Actualmente la categorizo como una red muy básica e ineficiente, presenta muchos
problemas al momento que realizar investigaciones para ser impartidas en los
salones de clase.
¿Cuáles serían las áreas más importantes dentro de la institución para la red
inalámbrica?
Las áreas más importantes son principalmente los salones de clases, el laboratorio
de computación, la sala de profesores y el rectorado; como puede ser posible tener
un laboratorio de computación sin una buena conexión a internet
¿Piensa que es importante la movilidad dentro de la red inalámbrica?
Es importante la movilidad, después de todo ¿de eso no se trata las redes
inalámbricas?, no solo el no tener cable sino también permitir la movilidad dentro
de la institución
¿Cree usted que al realizar cambios a la red inalámbricas actual, mejoraría la
navegación por internet?
Por supuesto que sí; mejoraría muchísimo una nueva red más eficiente sin
problemas al navegar por internet, al momento de realizar investigaciones
¿Qué ventajas tendría como docentes la implementación de una plataforma
académica?
Sería una muy buena opción; mucho de los registros que llevamos como docente
son de forma manual y en ocasiones solemos confundir los apuntes o se pierden
los registro causándonos problemas en los informes que tenemos que realizar.
72
ANEXO 2: ENTREVISTA A UN PROFESIONAL EN DISEÑO DE REDES
¿Cuáles son las características más importantes de una red inalámbrica en
una institución educativa?
Lo primero a tener en mente es la seguridad de la información. Una institución
educativa contiene información de menores de edad como nombres, dirección del
domicilio, número de teléfono, etc.; así que lo primero sería un muy buen firewall
con IDS para evitar el ingreso de algún tipo de intruso en la red.
¿Cuál sería la norma 802.11 más idónea para la implementación de roaming
dentro de una red inalámbrica?
La norma más adecuada seria la 802.11ac por la velocidad con la que trabaja; la
norma indica que en teoría alcanza velocidades de 1.7 Gbps. con un ancho de canal
de 80 a 160 MHz. Este estándar es más indicado por el un gran número de usuarios
¿Cuáles serían las medidas de seguridad a implementarse en una red
inalámbrica dentro de una institución educativa?
La autentificación de los usuarios con una contraseña personalizada por niveles, el
bloqueo de puertos para impedir el ingreso no autorizado a la red desde el exterior,
bloquear las conexiones VPN no seguras desde dentro de la institución ya que
puede causar un punto de vulnerabilidad.
¿Cuáles son los servicios que se debería de considerar en un diseño de red
inalámbrica?
Serían los servicios más comunes como son el internet, compartir impresora,
servidores archivo, etc.
73
¿Para la autentificación en una red inalámbrica que sería mejor un WPA2 o un
servidor AAA?
Es mejor un servidor AAA como radius como otro; porque cada usuario posee una
contraseña única y personalizada. Una de las opciones del servidor radius es una
vez que se detecta una conexión con un usuario y otra persona quiere utilizar el
mismo usuario, radius bloquea esa conexión por seguridad. Lo recomendado en
una institución es utilizar dos tipos de contraseña la primera la de los docentes; en
el caso de ello una contraseña única y personalizada; para los estudiantes una
contraseña genérica que todos los alumnos van a utilizar
74
ANEXO 3: MANUAL DE CONFIGURACIÓN
Configuración de la controladora de red inalámbrica DWC-2000
Para la configuración de la controladora conectamos un cable UTP en unos de los
puertos LAN del equipo y tener configurada la tarjeta de red del computador con
una IP del segmento de red 192.168.10.0/24 porque el servicio de DHCP de la
controladora se encuentra deshabilitado.
Ingresamos a la controladora desde el navegador web por la dirección IP
192.168.10.1, colocamos el Username y Password que viene por defecto.
Para la configuración de la red LAN se elige la opción Network Settings > LAN
SETUP y configuramos la IP LAN con su Mascara de red
75
Seleccionamos la opción DCHP Mode en DHCP Server, esta opción permite que
los dispositivos AP’s obtengan las direcciones IP de forma dinámicas. Para guardar
los cambios que se realizaron se da clic en el botón Save Setting.
Configuración de la interface de internet (Option 1)
Para la configuración de internet seleccionamos SETUP y la opción Internet Setting,
seleccionamos Connection Type en “Static IP”, introducimos en IP Address
192.168.1.2 con mascara de subred 255.255.255.248, la puerta de enlace es
192.168.1.1 y los DNS son los del proveedor.
Creación de las VLANS
En la pestaña SETUP en la opción VLAN Setting en la controladora activamos la
opción de Enable VLAN que viene desactivado por defecto. Después para añadir
las VLANS se da clic en Add para añadir las VLANS. En este caso añadimos VLAN
de “Docentes” con un ID 2 y la VLAN “Estudiantes” con un ID 3, la VLAN 1 es
reservada para los paquetes que no son etiquetados.
76
Configuración de las IP en la VLANS
Para la configuración de las IP ir a Setup, VLAN Setting, Múltiple VLAN Subnets,
selecciónanos la VLAN y se le asigna una IP
Para la VLAN “Docentes” asignaremos la IP 192.168.2.1 con mascara de red
255.255.255.0, en DHCP Mode seleccionamos DHCP Server para los dispositivos
que se conecten a la SSID “DOCENTES” con la puerta de enlace 192.168.2.1. Se
debe considerar un rango de IP amplio.
77
La VLAN “Estudiantes” se realiza el mismo procedimiento con la dirección IP
192.168.3.1 con mascara de red 255.255.255.0.
Asociar las VLANS a un puerto de la controladora
El puerto LAN 1 de la controladora se encuentra conectado al puerto 48 del switch
Cisco, en estos puertos son gestionadas la VLAN que proceden de los AP’s con los
usuarios de las SSID de “DOCENTES” y “ESTUDIANTES”, por tal motivo se asocia
las VLANS al puerto antes mencionado.
78
Para su configuración se debe ir a SETUP, VLAN Setting, Port VLAN, clic en Port
1, el Mode en General, en VLAN Membership seleccionamos las VLANS.
Configuración del perfil para los Access Point
En el nuevo perfil se guardarán todas las configuraciones de los AP’s
pertenecientes a la WLAN, se pueden crear diferentes perfiles dependiendo de los
escenarios, para la institución se creará el perfil “Comunidad académica”. Para
crear el perfil es ADVANCED en la opción AP Profile.
Una vez creado el perfil se crean la SSID; para su configuración se ingresa en la
opción Configure SSID; para el SSID “DOCENTES” se le asociara a la VLAN 2 y el
SSID “ESTUDIANTES” la VLAN 3, este punto es importante para etiquetar los
paquetes con su ID de VLAN correspondiente.
79
80
Para la seguridad, en el SSID “DOCENTE” se utiliza la seguridad más alta que es
WPA Enterprise, para ello se usa un Servidor de autentificación Radius que
gestiona las credenciales. Para la SSID “ESTUDIANTES” se utiliza WPA Personal
con una contraseña genérica que es entregada a la comunidad estudiantil.
Para las configuraciones que llevan los AP’s tales como Balanceo de Carga, Modo
IEEE 802.11 más idóneo, el ancho de banda, etc., se los configura en la opción
“Configurare Radio”, de ADVANCED, AP Profile.
81
Incluir los AP’s a perfil
Cuando los AP’s son conectados por primera vez estos deben ser añadidos al perfil
creado para que puedan aceptar las configuraciones que anteriormente fueron
mencionadas.
Para ingresar los AP’s al perfil se ingresa al menú SETUP, Acces Point Info,
Authentication Failure Status, en esta opción se listarán los dispositivos
reconocidos, para que puedan ser gestionados. Para agregarlos al perfil damos clic
en “Manage” una vez dentro en “Profile”, seleccionamos el perfil creado, en este
caso “Comunidad_académica” y se guardan las configuraciones.
82
Configuración del Servidor Radius en la controladora
Para configurar el Servidor de Autentificación Radius accedemos al menú SETUP,
External Authentications, RADIUS Settings.
La IP que se configura es la 192.168.1.5 con mascara 255.255.255.248; el puerto
por defecto (puerto 1812) y su clave secreta de conexión. La controladora puede
aceptar hasta 3 servidores Radius.
83
Para guardar las configuraciones damos clic en Save Setting. Para comprobar la
conexión con el servidor y que la configuración esta correcta damos clic en el botón
“Server Checking”.
84
Configuración del Switch
Debido que existen 2 SSID (DOCENTE Y ESTUDIANTES) y estas a su vez están
asociadas a diferentes VLANS (VLAN 2 y VLAN 3), se procede a configurar las
VLANS en el switch para ser gestionadas. En este caso se utiliza un switch Cisco
Catalyst 9300 48 puertos Poe, los puertos del 1 – 15 son reservados para las
conexiones de los puntos de accesos (AP’s), los demás puertos con excepción del
puerto 48, son destinados a los equipos que se conectan a la VLAN 2; se lo realiza
de esta forma para que ninguno de los dispositivos de la VLAN 3 puedan utilizar
estos puertos.
Para la configuración y administración del switch se le asigna una IP que es
192.168.10.3 mascara 255.255.255.240.
85
Configuración de VLANS en el SWITCHPB
Configuramos las VLANS en el modo de configuración global y le asignamos un
nombre a cada VLAN
Asignamos IP a las VLANS
86
Configuración de los puertos en modo trunk (802.1Q)
Los puertos del 1 al 15 son configurados como enlaces troncales, en estos puertos
se conectan los AP’s y circula el tráfico de las dos VLANS. Los puertos del 16 al 40
se configura de modo acceso en la VLAN 2. Los puertos 41 al 47 serán para la
administración y monitoreo de la red. El puerto 48 está configurado de modo trunk,
porque este puerto está conectado directamente al puerto 1 de la controlado de red
inalámbrica y el tráfico que circula son de las dos VLANS
Configuración del Servidor de autentificación Radius
Para la instalación y configuración del Server Radius, es de forma sencilla sin entrar
en detalles innecesarios.
87
Para la minimización de costos se utiliza un servidor open source (código abierto)
con FreeRADUIS instalado en un servidor.
El sistema por utilizado es Ubuntu en la versión 18.04.1 LTS descargad de la página
oficial de Ubuntu
Para la instalación de FreeRadius abrimos una terminal e ingresamos al modo root
del equipo colocando el código “sudo -i” pedirá contraseña de administrador
colocamos la contraseña y presionamos enter.
Para la descargar e instalación de la herramienta ingresamos el siguiente comando
“apt-get install freeradius”, nos pedirá confirmación y colocamos la letra “y” para
proceder a la instalación.
88
Para verificar que se instaló FreeRadius accedemos a la carpeta por medio del
comando cd/etc/freeradius/ una ver dentro usamos el comando “ls” que nos listara
los archivos dentro de la carpeta. Si se pudo entrar a la carpeta significa que se
encuentra instalado freeradius.
Para la configuración de los usuarios ingresamos a la carpeta que se encuentra en
cd/etc/freeradius/ en este caso es “3.0” y editamos el archivo users por medio del
comando “gedit users”.
Al final del documento colocamos el usuario y la contraseña de los usuarios que se
autentificaran; para la demostración se utiliza un usuario prueba con clave abc123.
Escribimos la línea “prueba Cleartext-Password:= “abc123”.
89
Para realizar una prueba ingresamos el comando “radtest prueba abc123 localhost
0 testing123”; se puede visualizar un mensaje que indica “Access Accept”.
Para el Servidor Radius acepte peticiones de autentificación de la controladora de
red inalámbrica es necesario editar el archivo “clients.conf” igual que el archivo
users, al final de archivo colocamos las siguientes líneas “client 192.168.1.2”,
“secret = la contraseña definida” y “shortname = DWC – 2000”.
90
Para finalizar agregamos los usuarios que se autentifican por medio del servidor
Radius y reiníciamos los servicios de freeradius.
91
ANEXO 4: MANUAL DE USO DEL SISTEMA ACADÉMICO
Para ingresar al sistema académico ingresaremos por un navegador a la dirección
192.168.3.10/sisacademic para la página de ingreso
Para poder ingresar al sistema se utiliza el correo institucional con su respectiva
contraseña. Al ingresar correctamente nos aparecerá la página principal donde se
gestionarán todos los procesos del docente.
92
La información que se visualiza son las materias que el docente imparte, los niveles
de educación donde imparte sus clases, el parcial con su respectivo quimestre y las
actividades de gestión del docente.
Botón Asistencia
Para poder tomar asistencia se da clic al botón “ASISTENCIA”, al ingresar aparece
el listado de alumnos, un cuadro donde seleccionamos la fecha; checkbox para
registrar la asistencia; los botones para guardar, consultar y salir.
93
Botón Consultar
En esta opción se puede visualizar las asistencias de los estudiantes, también tiene
la opción de poder imprimir el control de asistencia.
Botones de actividades
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Para el registro de las actividades en la página principal se da clic en el botón de
“DEBERES”, “TTRABAJO EN CLASE”,” TRABAJO GRUPAL”,” LECCIONES”,”
APORTE”,” EXAMEN QUIMESTRAL”, se registran todas las actividades del
estudiante. Al ingresar se puede visualizar un listado con los nombres de los
estudiantes según el curso, quimestre y parcial seleccionado previamente; y un
cuadro donde se colocan la calificación de la actividad. Cabe indicar que cada
actividad posee la misma pantalla.
Botón Reporte Docente
Al ingresar a reporte se visualiza las opciones que se podrán elegir como son las
asignaturas del docente los paralelos donde imparte las asignaturas, el parcial
según el quimestre y los 3 tipos de reporte que utiliza la institución. La opción de
Reporte individual mostrara las calificaciones de un paralelo previamente
seleccionado. La opción de reporte mensual muestra las calificaciones de todos los
paralelos que el docente tiene asignado de forma general según la asignatura y el
parcial previamente seleccionada. La opción de reporte quimestral muestra las
calificaciones de todos los paralelos que el docente tiene asignado de forma global,
es decir; se visualiza todas las calificaciones del quimestre y el empoderamiento de
la nota final. Cada uno de los reportes tiene la opción de poder descargarse o
imprimirse.
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Reporte Docente Individual
96
Reporte Docente Mensual
97
Reporte Docente Quimestral