universidad de guayaquilrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/39491/1/b...diseño de red, tolerancia...

I

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING

Y TELECOMUNICACIONES

“DISEÑO DE UNA RED TOLERANTE A FALLOS PARA

LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL AMARILIS FUENTES

ALCIVAR”

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:

Curillo Mite María Cristina

Pilco Bravo Laura Jessenia

TUTOR:

Ing. María José Arguello, MSc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2018 - 2019

II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGIA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TITULO Y SUBTITULO: "Diseño de una red tolerante a fallos para la unidad educativa Amarilis Fuentes Alcívar"

AUTOR (ES): (apellidos/nombres)

Curillo Mite María Cristina Pilco Bravo Laura Jessenia

REVISOR (ES)/ TUTORES(ES): (apellidos/nombres)

TUTOR: Ing. María José Arguello, MSc. REVISOR:

INSTITUCION: Universidad de Guayaquil

CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE PUBLICACIÓN:

No. DE PÁGINAS:

ÁREAS TEMÁTICAS: Redes y Comunicaciones

PALABRAS CLAVES /KEYWORDS:

Diseño de red, Tolerancia a fallos, metodología PPDIOO, Simulador GNS3, proyecto, institución, capa de núcleo, capa de distribución, capa de acceso.

RESUMEN/ABSTRACT: El presente proyecto de titulación tiene la finalidad de

realizar un diseño de red tolerante a fallos para la Unidad Educativa Fiscal Amarilis

Fuentes Alcívar, que cumpla con todos los requerimientos necesarios para poder

ofrecer una mejor conectividad a los usuarios de dicha institución, en sus actividades

académicas. Adicionalmente, se entrega a la institución, la respectiva

documentación con el nuevo diseño de red y los manuales de configuración.

ADJUNTO PDF: Si X No

CONTACTO CON AUTOR/ES:

Teléfono:0990709148 0990423346

E-mail: [email protected]

[email protected]

CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:

Nombre: Carrera de Networking y Telecomunicaciones Teléfono: 2307729 E-mail: [email protected]

III

CARTA DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DISEÑO DE UNA RED

TOLERANTE A FALLOS PARA LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL AMARILIS

FUENTES ALCIVAR” elaborado por los Srtas. María Cristina Curillo Mite y Laura

Jessenia Pilco Bravo, Alumnos 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


TUTORA

IV

DEDICATORIA

A Dios, por llenarme de sabiduría.

A mi madre María Mite, por su apoyo

incondicional en el ámbito estudiantil,

por su gran esfuerzo de brindarme la

educación y sus consejos, para

cumplir mis objetivos.

A mi hermano, Cristhian Curillo por

su apoyo moral y enseñanzas, las

cuales, me han impulsado a cumplir

esta meta tan anhelada.

MARIA CRISTINA CURILLO MITE

V

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios, a mi familia,

amigos y docentes que contribuyeron

de alguna forma en la consecución

de esta meta.

Al Rector de la Unidad Educativa

Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar, MSc.

Agustín Lindao Alejandro, por

permitir realizar este proyecto de

titulación, así también a mi tutor Ing.

María José Arguello, por ayudarme

en la realización y culminación de la

tesis.

MARIA CRISTINA CURILLO MITE

VI

DEDICATORIA

Esto va dedicado a Dios ya que

gracias a él logre llegar a esta meta. A

mis padres Nicolás Pilco Lamar y

Emérita Bravo Bravo que a pesar de

todo siempre estuvieron en cada

momento apoyándome. A su vez, a

toda mi familia y amigos.

PILCO BRAVO LAURA JESSENIA

VII

AGRADECIMIENTO

Le agradezco primero a Dios por toda

la sabiduría que me ha dado. A mi

padre Nicolás Pilco Lamar y a mi

madre Emérita Bravo Bravo por toda

la ayuda y el apoyo que me brindaron

siempre, gracias a ellos hoy puedo

alcanzar esta meta. A su vez, a José

Castro porque en el último paso

donde parecía que no se podía me

enseño que las cosas por más difícil

que estén se deben concretar.

Además, agradezco a mis

compañeros, amigos de salón de

clases y cada una de las personas

que pusieron un granito de arena para

que yo pueda cumplir esta meta.

Muchas gracias a todos.


VIII

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

_____________________________

Ing.Santiago Gustavo

Ramírez Aguire, MSc.

DECANO DE LA

FACULTAD CIENCIAS

MATEMATICAS Y FISICAS

_____________________________

Ing. Jorge Arturo Chicalá Arroyave,

MSc.

PROFESOR REVISOR DEL ÁREA

TRIBUNAL

____________________________

Ing. Francisco Palacios Ortiz, MSc.

DIRECTOR DE LA CARRERA DE

INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.

PROFESOR REVISOR DEL ÁREA

TRIBUNAL

_______________________________


PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO DE TITULACION

____________________________

Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.

SECRETARIO TITULAR

IX

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de

este Proyecto de Titulación, nos

corresponden exclusivamente; y el

patrimonio intelectual de la misma a

la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”.

CURILLO MITE MARÍA CRISTINA


X


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

“DISEÑO DE UNA RED TOLERANTE A FALLOS

PARA LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL

AMARILIS FUENTES DE ALCIVAR”

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.

Autores: Curillo Mite María Cristina

C.I.: 095045202-9


C.I.: 0919139535

Tutor: Ing. María José Arguello, MSc.

Guayaquil, abril de 2018

XI

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 los estudiantes MARÍA

CRISTINA CURILLO MITE Y LAURA JESSENIA PILCO BRAVO, como requisito

previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

cuyo tema es:

“Diseño de una red tolerante a fallos para la Unidad Educativa Fiscal Amarilis

Fuentes Alcívar.”

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

María Cristina Curillo Mite 095045202-9

Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº

Laura Jessenia Pilco Bravo 091913953-5

Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº

Tutor: Ing. María José Arguello, M.Sc.

Guayaquil, febrero de 2018

XII

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumnos:

Curillo Mite María Cristina Pilco Bravo Laura Jessenia

Dirección: Cdla. COVIEM, Juan Montalván y Jacinto Rodríguez de Bejarano

Teléfono: 0990423346

0990709148

E-mail: [email protected] [email protected]

Tema del Proyecto de Titulación: Redes y Comunicaciones

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica 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. Forma de envío:

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 CDROM

Facultad: Ciencias Matemáticas y Física

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Título al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones

Profesor guía: Ing. María José Argüello

Título del Proyecto de titulación:

"Diseño de una red tolerante a fallos para la unidad educativa Amarilis Fuentes Alcívar"

XIII

ÍNDICE CARTA DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ................................................................... III

DEDICATORIA .............................................................................................................. IV

AGRADECIMIENTO ...................................................................................................... V

DEDICATORIA .............................................................................................................. VI

AGRADECIMIENTO .................................................................................................... VII

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ............................................................ VIII

DECLARACIÓN EXPRESA ......................................................................................... IX

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ...................................................... XI

ABREVIATURAS ....................................................................................................... XVII

ÍNDICE DE GRAFICOS ........................................................................................... XVIII

ÍNDICE DE CUADROS ................................................................................................XX

RESUMEN ....................................................................................................................XXI

ABSTRACT .................................................................................................................XXII

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1

CAPÍTULO I ..................................................................................................................... 3

El problema ................................................................................................................. 3

Planteamiento del problema ............................................................................... 3

Ubicación del problema en un contexto .......................................................... 3

Situación conflicto, nudos críticos ................................................................... 5

Causas y consecuencias del problema ........................................................... 7

Delimitación del problema .................................................................................. 8

Formulación del problema .................................................................................. 8

Evaluación del problema ..................................................................................... 9

OBJETIVOS ............................................................................................................... 10

Objetivo general .................................................................................................. 10

Objetivos específicos ......................................................................................... 10

ALCANCES DEL PROBLEMA ............................................................................... 11

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ...................................................................... 11

METODOLOGÍA A EMPLEARSE .......................................................................... 12

CAPÍTULO II .................................................................................................................. 13

Marco teórico ........................................................................................................... 13

Antecedentes del estudio...................................................................................... 13

XIV

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ............................................................................. 14

Tipos de redes de datos ........................................................................................ 14

LAN ......................................................................................................................... 14

WLAN ..................................................................................................................... 15

WAN ........................................................................................................................ 16

Dispositivos de una red de datos........................................................................ 16

Dispositivos finales ............................................................................................ 16

Dispositivos intermedios .................................................................................. 17

Topología .................................................................................................................. 18

Topología estrella................................................................................................ 18

Topología malla ................................................................................................... 18

Topología anillo ................................................................................................... 19

Medios de transmisión........................................................................................... 20

Medios guiados ................................................................................................... 20

Medios no guiados .............................................................................................. 20

Modelo OSI ............................................................................................................... 20

Capa física ............................................................................................................ 21

Capa de enlace de datos ................................................................................... 21

Capa de red ........................................................................................................... 21

Capa de transporte ............................................................................................. 21

Capa de sesión .................................................................................................... 21

Capa de presentación ........................................................................................ 21

Capa de aplicación .............................................................................................. 22

Modelo jerárquico de red ...................................................................................... 22

Capa de Acceso ................................................................................................... 23

Capa de Distribución .......................................................................................... 23

Capa de Núcleo .................................................................................................... 23

Modelo TCP/IP .......................................................................................................... 23

Capa de acceso a la red ..................................................................................... 24

Capa de internet .................................................................................................. 24

Capa de transporte ............................................................................................. 24

Capa de aplicación .............................................................................................. 24

ETHERNET ............................................................................................................ 24

XV

WIFI ......................................................................................................................... 24

Ancho de banda ................................................................................................... 25

Enrutamiento ............................................................................................................ 25

Enrutamiento estático ........................................................................................ 25

Enrutamiento dinámico...................................................................................... 25

Direccionamiento IP ............................................................................................... 26

Direccionamiento ipv4 ....................................................................................... 26

Tolerancia a fallos ............................................................................................... 27

Protocolos de redundancia .................................................................................. 28

HSRP ...................................................................................................................... 28

VRRPv2 .................................................................................................................. 28

GLBP ...................................................................................................................... 29

VLAN .......................................................................................................................... 29

Protocolo de enrutamiento dinámico ................................................................. 30

OSPF ...................................................................................................................... 30

EIGRP ..................................................................................................................... 31

Metodología PPDIOO .............................................................................................. 31

Preparación .......................................................................................................... 31

Planeación ............................................................................................................ 32

Diseño .................................................................................................................... 32

Implementación ................................................................................................... 32

Operación .............................................................................................................. 32

Optimización......................................................................................................... 32

FUNDAMENTACIÓN LEGAL ..................................................................................... 33

PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ......................................................... 36

DEFINICIONES CONCEPTUALES ........................................................................... 36

CAPÍTULO III ................................................................................................................. 37

Propuesta tecnológica ........................................................................................... 37

Análisis de factibilidad........................................................................................... 37

Factibilidad operacional .................................................................................... 37

Factibilidad técnica ............................................................................................. 38

Factibilidad legal ................................................................................................. 38

Factibilidad económica ...................................................................................... 38

XVI

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION .......................................................... 40

Preparar ................................................................................................................. 40

Planificar ............................................................................................................... 45

Diseño .................................................................................................................... 50

Implementación ................................................................................................... 54

ENTREGABLES DEL PROYECTO ........................................................................... 55

CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA ............................................. 56

CAPÍTULO IV ................................................................................................................ 62

Criterios de aceptación del producto o Servicio ............................................. 62

Conclusiones ............................................................................................................... 63

Recomendaciones ...................................................................................................... 65

Bibliografía ................................................................................................................... 66

ANEXOS ........................................................................................................................ 69

XVII

ABREVIATURAS

WLAN Wireless Local Area Network

WAN Wide Area Network

LAN Local Area Network

VLAN Virtual Local Area Network

HSRP Hot Stand-by Redundancy Protocol

VRRP Virtual Router Redundancy Protocol

EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

OSPF Open Shortest Path First

PPDIOO Preparar, Planear, Diseñar, Implementar, Operar y

Optimizar

XVIII

ÍNDICE DE GRAFICOS

Gráfico 1. Ubicación de la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuente Alcívar. ........ 3

Gráfico 2. Ubicación de los laboratorios vía satélite................................................... 5

Gráfico 3. Redes de Área Local. ................................................................................. 15

Gráfico 4. Red de Área Local Inalámbrica. ................................................................ 15

Gráfico 5. Red de Área Extendida (WAN). ................................................................ 16

Gráfico 6. Dispositivos Finales .................................................................................... 17

Gráfico 7. Dispositivos Intermedios ............................................................................ 17

Gráfico 8. Topología Estrella ....................................................................................... 18

Gráfico 9. Topología Malla ........................................................................................... 19

Gráfico 10. Topología Anillo. ....................................................................................... 19

Gráfico 11. Capas del Modelo OSI ............................................................................. 20

Gráfico 12. Modelo Jerárquico de Red ....................................................................... 22

Gráfico 13. Modelo TCP/IP .......................................................................................... 23

Gráfico 14. Enrutamiento estático. .............................................................................. 25

Gráfico 15. Enrutamiento dinámico. ........................................................................... 26

Gráfico 16. Clases de direccionamiento ipv4 ............................................................ 27

Gráfico 17. Ejemplo de tolerancia a fallos. ................................................................ 27

Gráfico 18. Funcionamiento de HSRP. ...................................................................... 28

Gráfico 19. Funcionamiento de VRRP. ...................................................................... 29

Gráfico 20. Ejemplo de Vlan. ....................................................................................... 30

Gráfico 21. Identificación de áreas en OSPF ............................................................ 30

Gráfico 22. Etapas de la metodología PPDIO. .......................................................... 31

Gráfico 23. Diagrama físico de la institución. ............................................................ 42

Gráfico 24. Diagrama físico del laboratorio CNT. ..................................................... 43

Gráfico 25. Diagrama físico del laboratorio MINTEL. ............................................... 43

Gráfico 26. Diagrama físico del laboratorio APCI. .................................................... 44

Gráfico 27. Diagrama lógico de la institución. ........................................................... 44

Gráfico 28. Diagrama físico de la red propuesta. ..................................................... 50

Gráfico 29. Diagrama físico del laboratorio CNT. ..................................................... 51

Gráfico 30. Diagrama físico del laboratorio MINTEL ................................................ 52

Gráfico 31. Diagrama físico del laboratorio APCI. .................................................... 52

Gráfico 32. Diagrama lógico de interconexión. ......................................................... 53

Gráfico 33. Diagrama lógico de la Institución propuesto. ........................................ 54

Gráfico 34. Diseño de la red propuesta en el simulador. ......................................... 55

Gráfico 35. Verificacion de la subinterfaz de Inspectorado General en el

Router_A_Principal, estado activo. ............................................................................. 56


Router_B_Secundario, estado backup....................................................................... 56


Router_B_Secundario, estado backup....................................................................... 57

XIX

Gráfico 38. Prueba de conectividad desde Inspectorado General Matutino hacia

ISP Principal. ................................................................................................................. 58

Gráfico 39. Prueba de conexión desde la sala de profesores ip 10.100.70.10

hacia el ISP Secundario ............................................................................................... 58

Gráfico 40. Prueba de conexión entre el departamento de MINTEL ip

10.100.20.10 , hacia el departamento de Administración 10.200.40.5. ................. 59

Gráfico 41. Prueba de conexión entre el ISP Secundario, hacia el ISP Principal.

......................................................................................................................................... 59

Gráfico 42. Prueba de conexión entre el ISP Principal ip 200.124.245.56, , hacia

el ISP Secundario ip 200.124.88.7 ............................................................................. 60

Gráfico 43. Prueba de conectividad desde Lab-APCI, hasta los ISP. ................... 60

XX

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Causa y consecuencias. .............................................................................. 7

Cuadro 2. Presupuesto de equipamiento de red ..................................................... 39

Cuadro 3. Elementos de cableado............................................................................. 39

Cuadro 4. Cronograma de trabajo, para la elaboración del diseño. ..................... 45

Cuadro 5. Direccionamiento del diseño de red, capa de núcleo ........................... 46

Cuadro 6. Direccionamiento LAN de los ISP, principal y secundario para gestión

de pruebas. .................................................................................................................... 46

Cuadro 7. Direccionamiento del diseño de red, capa de distribución. .................. 47

Cuadro 8. Configuración de la sub interfaz de los routeres A Y B, dirección de

cada vlan e ip virtual del HSRP, dirigido el switch principal. ................................... 47

Cuadro 9. Configuración de la sub interfaz de los routeres A Y B, dirección de

cada vlan e ip virtual del HSRP, dirigido el switch secundario. .............................. 48

Cuadro 10. Direccionamiento del diseño de red, capa de acceso. ....................... 49

Cuadro 11. Calculos de acuerdos de servicios ......................................................... 61

Cuadro 12. Matriz de criterios de aceptación ............................................................ 62

XXI




TELECOMUNICACIONES

DISEÑO DE UNA RED TOLERANTE A FALLOS


AMARILIS FUENTES DE ALCIVAR

Autores: María Curillo Mite y Laura Pilco Bravo

Tutor: Ing. María José Arguello, MSc

RESUMEN

El presente proyecto de titulación tiene la finalidad de realizar un diseño de red

tolerante a fallos para la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar, que

cumpla con todos los requerimientos necesarios para poder ofrecer una mejor

conectividad a los usuarios de dicha institución, en sus actividades académicas.

Para el desarrollo de este proyecto se emplea la metodología PPDIOO en la que

se lleva a cabo sus 3 primeras etapas, es decir, preparar, planear y diseñar. Para

comprobar la efectividad del diseño propuesto, se realizan pruebas de tolerancia

a fallos utilizando como base una simulación en GNS3. Adicionalmente, se

entrega a la institución, la respectiva documentación con el nuevo diseño de red y

los manuales de configuración. Entonces, luego de realizar diferentes pruebas, se

verifica el funcionamiento de la red planteada.

Palabras claves: Diseño de red, Tolerancia a fallos, metodología PPDIOO,

Simulador GNS3, proyecto, institución, capa de núcleo, capa de distribución, capa

de acceso.

XXII




TELECOMUNICACIONES

DISEÑO DE UNA RED TOLERANTE A FALLOS


AMARILIS FUENTES DE ALCIVAR

Autores: María Curillo Mite y Laura Pilco Bravo

Tutor: Ing. María José Arguello, MSc

ABSTRACT

The present titling project has the purpose to realize a design of tolerant network

to failures for the Educative Fiscal Unit Amarilis Fuentes Alcívar that fulfills all the

necessary requirements to be able to offer a better connectivity to the users of this

institution, in its academic activities. For the development of this project, the

PPDIOO methodology is used, in which the first 3 stages are carried out, that is,

prepare, plan and design. To test the effectiveness of the proposed design, fault

tolerance tests are performed using a simulation in GNS3 as a basis. Additionally,

the respective documentation with the new network design and configuration

manuals is delivered to the institution. Then, after performing different tests, the

operation of the proposed network is verified.

Keywords: Network design, Fault tolerance, PPDIOO methodology, GNS3

simulator, project, institution, core layer, distribution layer, access

1

INTRODUCCIÓN

En la actualidad diversas instituciones cuentan con recursos tecnológicos, con el

fin de conducir la educación a un mundo más globalizado, pero, en realidad estos

recursos no son empleados y aprovechados de manera correcta para cumplir su

objetivo.

En el levantamiento de información realizado en la unidad educativa fiscal Amarilis

Fuentes Alcívar, ubicada en el sur de la ciudad de Guayaquil, se determina que la

institución no cuenta con un diseño de red, mucho menos con un administrador

de la misma. Su infraestructura a nivel lógica es incompleta, ya que los equipos

de comunicación entre laboratorios y departamentos no se encuentran conectados

entre sí. Además, la inadecuada organización en su infraestructura física es un

inconveniente para el estudiantado.

Por eso, es muy importante que toda entidad o institución, independientemente de

la cantidad de usuarios y datos que esta maneje, cuente con un diseño de red,

que sea administrado y cubra con las necesidades básicas para alcanzar un alto

rendimiento de productividad o en nuestro escenario, un mejor nivel de educación.

Entonces, ya que la unidad educativa no tiene un diseño que cubra las

necesidades para contribuir con el uso adecuado de los equipos, se propone un

diseño de red tolerante a fallos, que garantice la estabilidad, rendimiento y

redundancia de la red, lo cual permite llevar una adecuada administración y control

de la red.

Este proyecto de titulación está conformado por cuatro capítulos que se detallan

a continuación:

Capítulo I, se detalla el planteamiento de problema, ubicaciones del contexto,

situación conflicto, nudos críticos, causas, consecuencias del problema,

evaluación del problema, formulación del problema, objetivos, alcance del

problema y metodología del proyecto.

Capítulo II, contiene el marco teórico de la investigación, en el cual se exponen

teorías tales como: conceptos, criterios, comparaciones, modelos jerárquicos,

metodología, estándares, dispositivos y protocolos de temas relacionados con el

ámbito tecnológico a nivel de red.

2

Capítulo III, este apartado detalla la propuesta tecnológica, metodología de

investigación, entregables del proyecto que se lleva a cabo en este proyecto de

titulación, además se realiza una encuesta al personal del centro de cómputo para

concluir con el levantamiento de información de la institución.

Capítulo IV, está conformado por lo siguiente:

Criterio de aceptación del servicio, en este escenario se desarrollan las pruebas y

criterios de validación de la propuesta para demostrar la viabilidad y desarrollo del

proyecto.

3

CAPÍTULO I

El problema

Planteamiento del problema

Ubicación del problema en un contexto

El problema contundente es la falta de conectividad tecnológica orientada a redes

de la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuente Alcívar, la cual se encuentra en la

Cdla. COVIEM, Juan Montalván C. (Calle 49 SO) y Jacinto Rodríguez de Bejarano

(Av. 6) de la ciudad de Guayaquil. La institución se dedica a las prestaciones de

servicios educativos en las jornadas matutina y vespertina, la cual cuenta con 107

docentes, 2300 estudiantes y en el personal administrativos representado por 9

personas.

Gráfico 1. Ubicación de la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuente Alcívar.

Elaboración: (https://www.google.com.ec/maps, 2015)

Fuente: (https://www.google.com.ec/maps, 2015)

En la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuente Alcívar se establece la misión de

prestaciones de servicios educativos dirigidos a la sociedad, actuando sobre una

base de educación social, cultural y tecnología, y define su visión para contribuir

a la formación de estudiantes competitivos, con el fin de aplicar conocimientos y

competencias a la sociedad.

4

La red alojada en las instalaciones donde opera la Unidad Educativa Fiscal

Amarilis Fuentes de Alcívar pretende ofrecer conectividad a distintas áreas de la

institución. El problema de esta red a nivel general radica en la desorganización y

la falta de estabilidad de conexión hacia todos sus departamentos. Además, la

unidad educativa no mantiene un diseño de red, carece de estándares necesarios

para asegurar estabilidad y eficiencia.

Esta institución cuenta con tres laboratorios y siete departamentos administrativos,

donde, el primer laboratorio denominado CNT, no posee equipos operativos, a su

vez no mantienen un sistema de climatización. El segundo laboratorio denominado

MINTEL presenta falta de conectividad en la red física y lógica y cuenta con

sistema de climatización. El tercer laboratorio denominado APCI, se encuentra

operativo y cumple con el estándar.

Las áreas administrativas no tienen conexión entre sí, solo los departamentos de

Secretaria y Rectorado se interconectan por un router de manera inalámbrica y el

departamento de Inspectorado General mantiene otro router para su conexión

inalámbrica, los demás departamentos no mantienen comunicación.

La unidad educativa ha contratado 10 Mbps de ancho de banda, cantidad que no

se encuentra adecuadamente distribuida para brindar servicio a todos los

departamentos.

Por lo cual, es necesario que la institución posea un diseño de red bien

organizado, esquematizado y que cumpla con los requerimientos asegurando la

estabilidad de una comunicación viable entre los distintos departamentos y

laboratorios. De esta manera, se brinden los servicios académicos que imparte

una institución educativa.

5

Gráfico 2. Ubicación de los laboratorios vía satélite.

Elaboración: (https://www.google.com.ec/maps)

Fuente: (https://www.google.com.ec/maps)

Situación conflicto, nudos críticos

La inestabilidad de la red que mantiene la Unidad Educativa Fiscal Amarilis

Fuentes Alcívar se debe a que no se ha realizado un levantamiento de

información de la red, que se encuentre en funcionamiento y que cumpla con los

requerimientos necesarios para la institución.

La poca eficiencia de la red se debe a la falta de un diseño que se ajuste a las

necesidades de la unidad educativa. Ciertos equipos tecnológicos empleados en

la red, como, switches, routers y estaciones de trabajo se encuentran sin acceso

a la red de datos y carecen de mantenimiento. A su vez, no se puede visualizar

un diagrama de interconexión de equipos, direccionamiento y enlaces de

comunicación para obtener una idea más clara del esquema planteado.

La desorganización de la red se presenta debido a que los dispositivos no están

ubicados de manera adecuada, es decir no se rigen bajo un estándar, que

garantice la estructura jerárquica de la misma. Además, no disponen de equipos

para obtener respaldos de información que ayuden a la integridad de esta.

Lab. 1 CNT

Lab. 2 MINTEL

Lab. 3 APSI

6

La deficiencia de conectividad completa de la red se debe a que la institucion

cuenta con tres laboratorios, pero solo uno de ellos, denominado laboratorio APCI,

se encuentra operativo para el estudiantado. Además, no se mantiene

conectividad entre el Departamento Administrativo y el Laboratorio mencionado

anteriormente, a pesar de que son las únicas áreas que operan como red de datos

de manera individual.

También carecen de manuales, en donde se encuentren las configuraciones de

los equipos operativos en la unidad educativa. Finalmente, la falta de un sistema

de climatización es uno de los factores del recalentamiento de los equipos

considerado un riesgo ante la red.

7

Causas y consecuencias del problema

Para tener una idea más clara de las causas latentes y las consecuencias que

estas imparten ante la institución, se especifica lo siguiente:

Cuadro 1. Causa y consecuencias.

CAUSAS CONSECUENCIAS

Carecen de un diagrama de red. Falta de organización de la red al

momento que surge algún

inconveniente. Es necesario mantener

una memoria técnica.

La infraestructura no cumple con los

estándares o normativas para la

implementación de una red eficiente.

La red está expuesta a un alto riesgo

físico.

Falta de cobertura optima dentro de la

institución.

No todos los equipos están

configurados, existe desperdicio de

recursos tecnológicos. Los

departamentos de la institución no se

encuentran comunicados entre sí.

Desorganización en la segmentación

de la red.

La red no presenta una distribución

adecuada de direccionamiento ip.

Falta de administración y monitoreo de

la red.

La inseguridad física es un riesgo

patente al permitir el acceso de

terceras personas, a los dispositivos

de red.

Elaboración: María Curillo Mite y Laura Pilco Bravo.

Fuente: Datos del levantamiento de información.

8

Delimitación del problema

El proyecto de investigación se dirige a realizar una propuesta de diseño de una

red tolerante a fallos, la cual permitirá plantear una infraestructura eficiente de esta

manera contribuir con la comunicación a través de red para la trasmisión de

paquetes entre departamentos de manera estable.

Campo: Tecnología de la Información y Telecomunicaciones

Área: Redes y Comunicaciones

Aspecto: Diseño de red

Tema: Diseño de una red tolerante a fallos para la Unidad Educativa Fiscal

Amarilis Fuentes Alcívar.

Formulación del problema

La Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar necesita de un diseño de red

eficiente y operativa para los servicios que una institución ofrece a sus estudiantes

y demás colaboradores, por ende, este requerimiento nos induce a formular las

siguientes interrogantes:

¿Cómo afecta la situación de la red de datos en la Unidad Educativa Fiscal

Amarilis Fuentes Alcívar?

El medio tecnológico a nivel institucional debe ser una prioridad en el siglo XXI,

siendo uno de los patrones emblemáticos de la educación. La situación actual, en

la cual se encuentra la institución, afecta en la falta de comunicación entre

departamentos, el desaprovechamiento de los dispositivos para impartir métodos

de aprendizaje tecnológico al estudiantado y la falta de distribución del acceso a

internet en la red.

¿De qué manera se beneficia la Institución con la propuesta del diseño de

red?

La institución, se beneficia con la conectividad en red. Los estudiantes van a poder

manejar los equipos del laboratorio, para desarrollar sus prácticas

computacionales, mediante el uso de herramientas ofimática o ya sea otro

sistema. Los empleados de la institución se benefician, con la cobertura de la red

entre departamentos, para la compartición de archivos.

9

¿El diseño de una red tolerante a fallos solucionaría los problemas de

conectividad y ayudaría a llevar una correcta administración de la red de la

Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar?

Con la ayuda de esta propuesta se ofrece una alternativa de funcionalidad óptima

para el diseño de la red de la institución, además de establecer una correcta

organización del diagrama de red, con el fin de garantizar una interconexión entre

dispositivos de manera viable y eficiente, dirigida hacia los fines educativos.

Evaluación del problema

Delimitado

El problema radica en que no todos los departamentos y laboratorios de la Unidad

Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar mantienen comunicación entre sí,

debido a que carece de un diseño estable. Este trabajo de investigación permite

crear una propuesta, un diseño de red que ofrezca estabilidad y una viable

comunicación de esta, el cual se desarrolla en 6 semanas aproximadamente.

Claro

La interconexión de equipos en la institución es un factor de gran importancia, por

lo tanto, se urge la necesidad de crear un diseño de red estable y tolerante a fallos.

Evidente

La ausencia de un diseño de red es un gran inconveniente para la Unidad

Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar, generando falta de conectividad entre

departamentos, además, ante la presencia de algún percance no se puede

encontrar una solución de manera inmediata. Así mismo, la falta de control de la

red de datos ocasiona que los equipos estén expuestos a la manipulación de

cualquier intruso.

Identifica los productos esperados

El propósito del proyecto es analizar las necesidades de la unidad educativa

identificando los problemas de conectividad de la red. Por lo tanto, se desea

elaborar un diseño de red tolerante a fallos que permita obtener óptimos

resultados. Además, se debe adjuntar los respectivos manuales donde se detalle

las configuraciones de los dispositivos.

10

Contextual

El lanzamiento de este proyecto surge con el análisis que presenta la institución,

partiendo del contexto de las telecomunicaciones y las redes, desarrollando una

propuesta para un buen manejo de la red, garantizando un rendimiento eficiente

para fines educativos.

Factible

Esta propuesta se encarga de un diseño tolerante a fallos, según el levantamiento

de información realizado a la institución, de esta manera se ofrece una solución

ante la necesidad de comunicación entre los distintos departamentos, en el tiempo

estimado contribuyendo al ámbito académico

OBJETIVOS

Objetivo general

Diseñar una red de datos tolerante a fallos para la Unidad Educativa Amarilis

Fuentes de Alcívar.

Objetivos específicos

• Identificar la ubicación física y la configuración lógica de direccionamiento

ip de los equipos de comunicación.

• Identificar los requisitos del personal administrativo y docentes y levantar

los requerimientos técnicos para el diseño de la red.

• Elaborar el diagrama lógico de la red.

• Comprobar el funcionamiento de la estabilidad del diseño de red,

mediante un simulador.

• Aplicar las técnicas de redundancia y comprobación del estado de la red.

• Desarrollar los manuales de configuración con respecto al diseño de la

red.

11

ALCANCES DEL PROBLEMA

Este proyecto se realiza con el respectivo levantamiento de información obtenido

en la institución. Se determinaron diversas debilidades y problemas a nivel físico

y lógico de la red. Por lo tanto, se realiza un previo análisis para la elaboración de

la propuesta del diseño de red que abarque la conectividad entre los

departamentos y laboratorios de la unidad educativa.

Posteriormente, se procede con la elaboración del diseño a proponer, se utilizan

herramientas para realizar el diseño y un simulador orientado a redes. Con el fin

de mantener un entorno más orientado a la realidad, por si en un futuro, este

proyecto desea ser implementado.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

El problema principal de la Unidad Educativa Amarilis Fuentes de Alcívar es que

no cuenta con un diseño de red. Debido a ello existe desorganización y poca

estabilidad en la conexión de la red entre los departamentos. Por lo cual, se

propone que se realice un diseño de red organizado que permita la estabilidad de

la comunicación de los distintos departamentos.

Con el nuevo diseño jerárquico de la red se busca mantener las características

necesarias de conectividad, accesibilidad, estabilidad y operatividad. Esta

propuesta busca brindar un diseño de red eficiente que facilite la entrega de

educación de mejor calidad.

12

METODOLOGÍA A EMPLEARSE

La propuesta del diseño de red deberá comprender la modalidad de tipo

investigativo, el cual emplea el uso de herramientas de búsqueda, bibliotecas,

espacios virtuales, libros y publicaciones académicas/científicas, ayudando a

formular un criterio estructurado para el desarrollo de nuestro proyecto.

El tipo de investigación que se aplica en el proceso de estudio es de tipo

descriptiva y de campo. La investigación de forma descriptiva proporciona

información del respectivo análisis de la estabilidad de la red entre los equipos de

comunicación, de tal manera que permita evaluar las limitaciones que esta

presenta a nivel de infraestructura.

No obstante, la investigación de campo ayuda a recabar información del

funcionamiento de la red, mediante encuestas dentro del área de estudio de la

Unidad Educativa.

Se utiliza la metodología PPDIOO para realizar el nuevo diseño de la red,

mediante la cual se establece un conjunto de directrices que orienten la dirección

y gestión del proyecto. Las tres etapas del ciclo de vida de una red a considerar

en este proyecto son: Preparación, Planificación y Diseño, las cuales contribuyen

a la elaboración del trabajo de titulación, para poner en práctica los conocimientos

adquiridos en el transcurso de este proceso de aprendizaje.

13

CAPÍTULO II

Marco teórico

Antecedentes del estudio

Hoy en día el diseño de una red de datos es de gran importancia, el cual debe

cumplir un estándar, garantizar escalabilidad y proporcionar estabilidad en la red.

El diseño debe estar bien estructurado, para proporcionar el rendimiento de sus

servicios, dirigidos a la institución. La preparación y planificación de la arquitectura

física y lógica de la red son los primeros pasos para definir un diseño.

Este trabajo de titulación “PROPUESTA DE RED DE DATOS PARA LA GESTIÓN

DE LOS SERVICIOS DE RED EN EL CAMPUS POLITÉCNICO DE LA ESPAM

MFL” describe un análisis de como estructurar una red de datos orientada a una

institución, establece una propuesta para la correcta distribución de los equipos,

configuración entre dispositivos de comunicación, configuración de enlaces

redundantes para el tráfico de carga de datos, establecimiento de políticas de

administración y conectividad inalámbrica dentro del campus, de esta manera

contribuye con el problema planteado dentro de la institución. (Tuárez, 2016)

El proyecto “COMPUTACIÓN TOLERANTE A FALLAS APLICADA EN EL

MANTENIMIENTO AUTOMÁTICO DEL MICROSATÉLITE SATEX” menciona el

desarrollo de una arquitectura de cómputo tolerante a fallos, la cual incorpora la

capacidad de realizar un mantenimiento remoto y automático del micro satélite,

esto es monitoreado debido a la conectividad de los procesadores vía red.

La consistencia de este sistema era la detección de un fallo, dicha alerta enviaba

una señal a los procesadores y esta remediaba una solución ante el fallo. (García,

2005)

14

Cabe mencionar que, en nuestro diseño de red, no se pretende desarrollar algún

protocolo tolerante a fallos, pero este escenario de control ayuda a comprender

como operan los medios de detección de errores. Además, si existen problemas

en la red, se consigue tener ideas más claras ante la situación de problemas, que

presente la configuración de los protocolos o algún problema del diseño como tal.

Es decir, contribuye a descubrir técnicas de troubleshooting para el administrador

de la red.

El proyecto de grado “DISEÑO DE UNA RED LAN PARA UNA INSTITUCION

EDUCATIVA”, menciona el análisis de la problemática en cuánto a la ausencia de

documentación de la red física y lógica, escasa infraestructura de la red, baja

planificación y diseño de red. Por lo que la intervención de esta implementación

ayudó a la institución a solucionar estos inconvenientes. Además, se entregaron

documentos y equipos operativos, garantizando la funcionalidad de la red. Este

trabajo sirve como referencia para la elaboración del diseño de la red, ya que

permite analizar y tomar en consideración ciertas herramientas de trabajo,

modelos de diseño e ideas para la formulación de presupuesto y demás variantes

ante nuestra propuesta de trabajo. (Encalada, 2011)

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Tipos de redes de datos

A medida que transcurre el tiempo, las redes en telecomunicaciones han ido

incrementando debido al gran avance que se ha presentado sobre la velocidad de

transmisión de los datos y el alcance de la red. El tipo de red depende de la

necesidad que los usuarios presenten al adquirir un servicio. A continuación,

algunos tipos de redes de datos.

LAN

La red LAN también conocida como Red de Área Local. Sirve para la interconexión

de varios equipos en una red pequeña de la organización con una misma

tecnología. También es utilizada para realizar intercambios de información entre

los equipos. Además, estos pueden tener interconexión entre varios nodos como

se observa en el grafico 3.

15

Gráfico 3. Redes de Área Local.


WLAN

Una Red de Área Local Inalámbrica es utilizada para comunicarse por la

transmisión de frecuencias de radio mediante aire. Esto le permite al usuario

conectarse con sus dispositivos mediante una red inalámbrica sin necesidad de

usar un cable. Además, como podemos observar en el grafico 4 con la ayuda de

equipos como Access Point o repetidores se puede obtener la ampliación de la

señal de una red.

Gráfico 4. Red de Área Local Inalámbrica.


16

WAN

Una Red WAN también llamada como Red de Área Extendida abarca una gran

cantidad de territorio a nivel geográfico, ya que puede estar implementada sobre

un país o todo un continente. Esta red es la que puede conectar equipos que se

encuentran en distintos edificios e inclusive en otras ciudades. A su vez, utilizan

enlaces de telecomunicación y de telefonía, mediante esto permite la

comunicación por satélites o vías telefónicas como en el gráfico 5. (Obando, 2015)

Gráfico 5. Red de Área Extendida (WAN).


Dispositivos de una red de datos

Los dispositivos que contienen una red de datos son los siguientes:

Dispositivos finales

El término dispositivo finales se refiere a una parte del equipamiento que puede

ser el origen o el destino de un mensaje en una red. Los usuarios de red

normalmente solo ven y tocan un dispositivo final como podemos ver en el gráfico

6, que casi siempre es una computadora. Otro término genérico que se utiliza para

un dispositivo final que envía o recibe mensajes es Host. (Rodriguez, 2004)

17

Gráfico 6. Dispositivos Finales


Dispositivos intermedios

Estos dispositivos se encargan de proporcionar conectividad y garantizar que los

datos puedan fluir a través de la red para los respectivos trabajos a realizar. Estos

dispositivos conectan los hosts individuales a la red y pueden conectar varias

redes individuales para formar una internetwork como observamos en el gráfico 7.

(Erick, 2014)

Gráfico 7. Dispositivos Intermedios


18

Topología

La topología es un diseño de red donde los dispositivos están conectados entre

varios nodos y líneas de conexión. (Bladley, 2018)

Topología estrella

Esta topología es la que está conformada por un nodo central activo que con

normalidad está configurada para prevenir los problemas de la red. También es

empleada en las redes LAN. A su vez, está conformadas como vemos en el gráfico

8, por HUB o SWITCH central que conecta a todas las computadoras. (Fontanez,

2014)

Gráfico 8. Topología Estrella


Topología malla

Esta topología a diferencia de la estrella no necesita tener un nodo central como

observamos en el gráfico 9. Debido a esto no se necesita de mucho mantenimiento

y al momento que se encuentre un error, no implica la caída de toda la red.

En esta topología se envía información únicamente a los dispositivos que se

encuentra conectados. Esto se hace con el fin de eliminar las colisiones e

interferencias que pueden producirse cuando la información es compartida por

varios dispositivos. (Fontanez, 2014)

19

Gráfico 9. Topología Malla


Topología anillo

Esta topología está basada en el principio de la comunicación sucesiva. Es decir

que cada uno de los equipos que se encuentre en la red tienen la oportunidad de

poderse comunicar en algún determinado tiempo. Si uno de los dispositivos finales

falla podemos analizar en el grafico 10, que la información enviada puede cambiar

la dirección del sentido para que llegue a los otros dispositivos. (Fontanez, 2014)

Gráfico 10. Topología Anillo.


20

Medios de transmisión

Los medios de transmisión constan de materiales físicos estos pueden ser de tipo

eléctrico, óptico, mecánico o algún tipo de material que pueda realizar la

transportación de la formación entre el receptor y el emisor. (Guitiérrez, 2012)

Medios guiados

Este medio se encuentra formado por un conductor que se encarga de emitir la

señal de un extremo al otro. Además, son los que incluyen cables como el par

trenzado, coaxial y fibra óptica. (Guitiérrez, 2012)

Medios no guiados

Este medio es utilizado para coberturas de larga distancias o de diferentes

direcciones esto se da a través de radiofrecuencias, microondas, infrarroja o laser.

La recepción de esta transmisión se puede dar de manera direccional u

omnidireccional por medio de antenas ya que propagan la señal a diferentes

direcciones. (Guitiérrez, 2012)

Modelo OSI

El modelo OSI, Model Open System Interconnection, está conformado por 7 capas

en las cuales cuentan con diferentes niveles de software y de hardware

(Rosbarbosa, 2015). En el grafico 11 se mencionan cada una de ellas.

Gráfico 11. Capas del Modelo OSI


21

Capa física

La capa física es el medio donde se transporta la información esta puede ser de

manera física o por aire. Por lo tanto, esto se puede dar por medio de cables

coaxiales, par trenzado, fibra óptica o guías de onda. Además, es la que se

encarga de repartir la señal a las demás capas, ya que se encuentra en la parte

inferior del modelo OSI. (Rosbarbosa, 2015)

Capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos es por la que los datos transitan de manera confiable

a través de los enlaces físicos. A su vez, ayuda que los enlaces entre receptor y

emisor se mantenga conectados. (Rosbarbosa, 2015)

Capa de red

La capa de red es la que da los medios funcionales para que se pueda hacer la

transferencia de los datos en secuencias. Esto se da entre un host que está en

una red de datos hacia un host de destino que está en una red de datos distinta.

(Rosbarbosa, 2015).

Capa de transporte

La capa de transporte es la encargada que la información llegue a su destino en

la secuencia adecuada sin perdidas de datos o que presente errores. En esta capa

es donde se separan las capas de nivel físico con las capas de nivel de aplicación

(Rosbarbosa, 2015).

Capa de sesión

La capa de sesión es donde se encarga de controlar que los enlaces entre dos

computadores que transmiten datos se mantengan conectadas. Por lo tanto, es la

que gestiona que los hosts se sincronicen para que la sesión siempre este arriba.

(Rosbarbosa, 2015)

Capa de presentación

La capa de presentación se encarga de que toda la información sea enviada de

manera clara para que el receptor la pueda entender. Además, es donde se puede

comprimir y cifrar datos. (Rosbarbosa, 2015)

22

Capa de aplicación

La capa de aplicación es la que se encuentra más cercana al usuario por esto es

donde se tiene el número más grande de protocolos ya que se basa a las

necesidades de los usuarios. Esto recibe la información que va desde el usuario

SDU y la información de control PCI para tener salida a PDU. (Rosbarbosa, 2015)

Modelo jerárquico de red

Este modelo jerárquico de red tiene como objetivo hacer más predecible al diseño

de red. A su vez, con este modelo podemos definir sus funciones en cada capa,

donde podemos incluir protocolos y diversas tecnologías al momento de configurar

con lo que nos ayuda que sea más entendible la red. Estos son aplicados en los

diseños de LAN y WAN. (R, 2018)

El grafico 12, detalla la ubicación de cada capa según el modelo jerárquico de la

red.

Gráfico 12. Modelo Jerárquico de Red


23

Capa de Acceso

En esta capa se puede trabajar en entorno LAN y WAN. En el entorno LAN esta

capa permite a la red el acceso a las terminales. A su vez, el entorno WAN puede

permitir el acceso a la red a larga distancia por medio de acceso remoto. (Walton,

CcnaDesdeCero, 2018)

Capa de Distribución

En esta capa el switch es el encargado de agregar los datos recibidos de la capa

de acceso, antes que estos lleguen a la capa de núcleo para que se enruten hasta

que llegue a su último destino. El dispositivo de esta capa de distribución es el que

va en el centro de los armarios de cableado. (Walton, CcnaDesdeCero, 2018)

Capa de Núcleo

En esta capa se encuentra dispositivos de red que contienen alta velocidad. Como

los switch de cisco, los cuales están diseñados para que lo paquetes se puedan

conmutar de una manera más rápida y poderse interconectar con varios

componentes como los módulos de distribución, centros de datos entre otros.

(Walton, CcnaDesdeCero, 2018)

Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP o Protocolo de Control de Transmisión /Protocolo de Internet es

similar al modelo OSI, pero este solo consta de 4 capas que son las siguientes.

En el gráfico 13, se menciona a cada una de ellas.

Gráfico 13. Modelo TCP/IP


24

Capa de acceso a la red

Se encarga de dar recursos que se pueden implementar para que se lleve la

transmisión de los datos mediante la red (Torres, 2009)

Capa de internet

Es la capa más importante del modelo TCP/IP ya que es la que administras las

direcciones IP. (Torres, 2009)

Capa de transporte

Es donde se permite la comunicación entre los equipos remotos mediante

aplicaciones. (Torres, 2009)

Capa de aplicación

En esta capa es donde se encuentran los servicios y las aplicaciones que son

proporcionadas al usuario y cuenta con uno o dos protocolos de la capa de

transporte. (Torres, 2009)

Estándares de comunicación

ETHERNET

IEEE 802.3 conocido como Ethernet es un estándar que hace referencia a las

series de bits que pueden viajar a través de un cable (Panduit, 2012).

802.3a: Este estándar es un 10Base2. Conocido como un cable de ethernet fino.

A su vez, su longitud de segmentos máximo es de 185 metros. Aunque se usan

para aumentar su distancia repetidores. (Ecured, 2018)

802.3i: Este estándar es un 10Base-T. También conocida por ser líneas más

económicas que las de cable coaxial. Además, estos utilizan la segmentación de

la fibra óptica, pero no deben excederse a 500 metros. (Ecured, 2018)

802.3j: Este estándar es un 10Base-F, conocido como cable de fibra óptica. A su

vez trabajan con un segmento de longitud máxima de 2000metros. (Ecured, 2018)

WIFI

Es una red de conexión inalámbrica. Los dispositivos se pueden conectar sin la

necesidad de un cable, pero no deben mantenerse lejos del punto de acceso.

(Villagómez, 2018)

25

802.11a: Este estándar se dio en 1999 también conocido como wi-fi5. Además,

cuenta con un flujo máximo de 54Mbps y está basada en la tecnología OFDM. A

su vez, puede trabajar en rangos de frecuencias de 5 GHz (Villagómez., 2018).

802.11b: Este estándar surgió en 1999. Tiene una transferencia de datos de

11Mbps. A su vez, trabaja en la banda de 2.4 GHz. (Villagómez, 2018).

802.11g: Este estándar surgió en el 2003. Trabaja en la banda de 2.4 GHz con

codificación de la tecnología OFDM. Además, tiene transferencia de datos de

54Mbps. (Villagómez., 2018)

Ancho de banda

Es una medida de recursos que son disponibles para transmitir datos. Además, se

pueden usar para definición de la velocidad de Internet de forma más precisa.

También se pueden usar para referirse a capacidad o consumo (Castro, 2017).

Enrutamiento

El enrutamiento es el proceso de reenviar paquetes entre redes. Esto se da

mediante la búsqueda de la mejor ruta, quiere decir la ruta más corta. (El taller del

BIT, 2012)

Enrutamiento estático

Las rutas estáticas son las que manualmente son definidas por un administrador

para que el router pueda aprender de una red remota. A su vez, se necesitan

pocos recursos del sistema para estas rutas. Como lo observamos en el gráfico

14, son recomendadas usarlas cuando la red esté compuesta por unos cuantos

routers o que la red se conecte a internet solamente de un único ISP. (Murillo,

2015)

Gráfico 14. Enrutamiento estático.


26

Enrutamiento dinámico

En el enrutamiento dinámico podemos encontrar dos tipos de protocolos. Los

routers usan protocolos de enrutamiento dinámico para compartir información del

estado de la red y la posibilidad de conexión de redes remotas. Los protocolos de

enrutamiento dinámico ejecutan varias actividades. Como vemos en el gráfico 15,

los paquetes pueden tomar diferente ruta para llegar al destino. (Murillo, 2015)

Gráfico 15. Enrutamiento dinámico.

Elaborado: Alex Walton

Fuente: https://ccnadesdecero.es/enrutamiento-routing-dinamico/

Direccionamiento IP

Es el número que representa de manera lógica y jerárquica a la interfaz de los

dispositivos que se utilizan dentro de la red con protocolo IP. Esto consta de dos

partes una identifica las direcciones de red y otra sirve para identificar los equipos

que se encuentran en la red. (Cidecame, 2001)

Direccionamiento ipv4

Este direccionamiento ipv4 de números binarios de 32 bits que están separados

por 4 octetos. También pueden ser representando en forma decimal ya que los

bytes se separan por puntos. A su vez, esto cuenta con 3 tipos de clases de

direccionamiento. (Martínez, 2007)

27

Las direcciones ipv4 consta de 3 clases como lo podemos observar en el grafico

16, donde la clase A son dadas a las redes que son de mayor tamaño. La clase B

son dadas a las redes de tamaño intermedio. La clase c son dadas a las redes de

menor tamaño. (Alvarez, 2016)

Gráfico 16. Clases de direccionamiento ipv4

Elaborado: Juan Álvarez

Fuente: https://pt.slideshare.net/JuanAlvarez88/direccion-ipv4

Tolerancia a fallos

La tolerancia a fallos asegura que los sistemas funcionen de forma correcta aun

si estos presentan errores. Debido a esto se construyen y se diseñan sistemas

que sean tolerantes a fallos. A su vez, se dice que si el sistema no cumple las

especificaciones requeridas tiende a fallar (Sifuentes, 2012). El grafico 17,

muestra el envío de un paquete en la red, a pesar de la caída de dos enlaces, el

paquete se dirige por otra ruta para poder llegar a su destino.

Gráfico 17. Ejemplo de tolerancia a fallos.


28

Protocolos de redundancia

HSRP

Hot Standby Router Protocol, este protocolo pertenece a Cisco y está diseñado

para dar redundancia en los dispositivos. A su vez, se puede usar en un grupo de

routers y obtener un dispositivo activo y uno de reserva. También da alta

disponibilidad en la red debido a que proporciona redundancia de routing. (Walton,

Desde Cero, 2018). El gráfico 18, muestra la caída del dispositivo en modo activo,

debido a esto el switch en modo standby cambia a estado activo, de tal manera

que permite que el paquete llegue a su destino.

Gráfico 18. Funcionamiento de HSRP.


VRRPv2

También llamado Virtual Router Redundancy Protocol. ES un protocolo de

elección no exclusivo que asigna de forma dinámica la responsabilidad de uno o

más routers virtuales a los routers VRRP en una LAN IPv4.

En este caso el router activo es toma el nombre de maestro. Cuando este router

falla lo llamados de respaldo toman el rol de maestro (Jiménez, 2018)

El gráfico 19 muestra el funcionamiento del Protocolo VRRP, en caso de que el

dispositivo master falle, automáticamente el backup ocupa su rol.

29

Gráfico 19. Funcionamiento de VRRP.


GLBP

Gateway Load Balancing Protocol, es el que permite realizar el balanceo de carga

de manera más sencilla. Con un grupo y con la presencia de una MAC virtual es

posible realizarse el balanceo de carga entre todos los dispositivos del grupo

(Networkingcontrol, 2013)

VLAN

Las redes de área local virtual permiten la creación de redes independientes en

una misma red física. Esto se da debido a que los usuarios suelen necesitar vlans

dentro de un mismo router o switch. Los segmentos de red pueden agrupar a

determinados equipos (Crespo, 2016). El gráfico 20, muestra que a pesar de que

la interfaz LAN1 mantenga una dirección agregada, permite la creación de una

interfaz virtual, con otro direccionamiento diferente para establecer la

comunicación con otros equipos.

30

Gráfico 20. Ejemplo de Vlan.


Protocolo de enrutamiento dinámico

OSPF

También conocido como Open Shortest Path First. Es un protocolo de estado de

enlace. Este protocolo da el intercambiando información referente a la red de los

routers. Además, de esta manera esta información pueda calcular el mejor camino

para el envío de datos en los routers. Como observamos en el gráfico 21, OSPF

cuenta con un área 0 que es el núcleo, esto ayuda que las demás áreas se

informen entre sí. (Odom, 2016)

Gráfico 21. Identificación de áreas en OSPF

Elaborado: Julio Moisa

Fuente: http://www.yournexthop.com/b-ospf-vlinks.php

31

EIGRP

Interior Gateway Routing Protocol, es un protocolo de encaminamiento, que

consta de protocolos de vector distancia y de protocolos de estado de enlace. A

su vez, mejora la convergencia y da mejor operabilidad que IGRP (Ariganello,

2016).

Metodología PPDIOO

Esta metodología sirve para la definición de las actividades tecnológicas red que

son requeridas, esta se divide en diferentes etapas, a continuación, el gráfico 22

menciona a las mismas.

Gráfico 22. Etapas de la metodología PPDIO.


Preparación

En esta fase es donde se lleva el análisis del trabajo a realizar. A su vez, se

identifican los problemas y se hace el levantamiento de la información. (Alyeli,

Urbina, Cardoza, Isidro, 2012)

32

Planeación

Es donde se debe desarrollar un plan de proyecto para administrar las

necesidades y la verificación de los recursos a necesitar. (Alyeli, Urbina, Cardoza,

Isidro, 2012)

Diseño

Desarrollo del diseño de red e información actualizada que ayude a la

implementación (Alyeli, Urbina, Cardoza, Isidro, 2012).

Implementación

Es donde se lleva el desarrollo de las tres fases anteriores. Cada una de estas

implementaciones debe tener una guía por si se presenta alguna falla. (Alyeli,

Urbina, Cardoza, Isidro, 2012).

Operación

Esta fase es donde se lleva acabo el monitoreo del proyecto implementado.

Además, es donde se identifican y se corrigen fallas existentes (Alyeli, Urbina,

Cardoza, Isidro, 2012).

Optimización

Es donde se puede mejor el diseño del proyecto si este presenta muchos

problemas, para que así cuente con un buen desempeño. (Alyeli, Urbina, Cardoza,

Isidro, 2012).

33

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR 2008

TITULO VII

REGIMEN DEL BUEN VIVIR

Capítulo primero

Inclusión y equidad

Art. 350.- El sistema de educación superior tiene como finalidad la formación

académica y profesional con visión científica y humanista; la investigación

científica y tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y difusión de los

saberes y las culturas; la construcción de soluciones para los problemas del país,

en relación con los objetivos del régimen de desarrollo.

Art. 357.- El Estado garantizará el financiamiento de las instituciones públicas de

educación superior. Las universidades y escuelas politécnicas públicas podrán

crear fuentes complementarias de ingresos para mejorar su capacidad académica,

invertir en la investigación y en el otorgamiento de becas y créditos, que no

implicarán costo o gravamen alguno para quienes estudian en el tercer nivel. La

distribución de estos recursos deberá basarse fundamentalmente en la calidad y

otros criterios definidos en la ley. La ley regulará los servicios de asesoría técnica,

consultoría y aquellos que involucren fuentes alternativas de ingresos para las

universidades y escuelas politécnicas, públicas y particulares.

Sección octava

Ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas

y la soberanía, tendrá como finalidad: 1. Generar, adaptar y difundir conocimientos

científicos y tecnológicos. 2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes

ancestrales. 3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y

contribuyan a la realización del buen vivir.

34

Art. 386.- El sistema comprenderá programas, políticas, recursos, acciones, e

incorporará a instituciones del Estado, universidades y escuelas politécnicas,

institutos de investigación públicos y particulares, empresas públicas y privadas,

organismos no gubernamentales y personas naturales o jurídicas, en tanto

realizan actividades de investigación, desarrollo tecnológico, innovación y

aquellas ligadas a los saberes ancestrales. El Estado, a través del organismo

competente, coordinará el sistema, establecerá los objetivos y políticas, de

conformidad con el Plan Nacional de Desarrollo, con la participación de los actores

que lo conforman.

Art. 388.- El Estado destinará los recursos necesarios para la investigación

científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la formación científica, la

recuperación y desarrollo de saberes ancestrales y la difusión del conocimiento.

Un porcentaje de estos recursos se destinará a financiar proyectos mediante

fondos concursables. Las organizaciones que reciban fondos públicos estarán

sujetas a la rendición de cuentas y al control estatal respectivo. (CONSTITUCION

DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR , 2008)

LEY ORGÁNICA DE TELECOMUNICACIONES

La Ley Orgánica de Telecomunicaciones fue aprobada y registrada en el mes de

febrero del año 2015, dentro de esta ley se encuentran los derechos a los usuarios,

se encargan de impulsar los servicios de las telecomunicaciones, permiten

acceder a las TI. De esta manera se permite impulsar el desarrollo a nivel social,

económico dentro del ámbito de las evoluciones de las redes en Ecuador.

Este reglamento tiene como uno de los objetivos principales el de promover las

nuevas redes de telecomunicaciones y controlar el espectro radioeléctrico según

el uso que se le quiera dar siguiendo las leyes y las normas que abarcar la LOT.

Para el desarrollo del presente proyecto mencionaremos algunos artículos

importantes que son necesarios de recalcar.

35

ARTÍCULO 2.- ÁMBITO. La presente Ley se aplicará a todas las actividades de

establecimiento, instalación y explotación de redes, uso y explotación del espectro

radioeléctrico, servicios de telecomunicaciones y a todas aquellas personas

naturales o jurídicas que realicen tales actividades a fin de garantizar el

cumplimiento de los derechos y deberes de los prestadores de servicios y

usuarios. Artículo 3.- Objetivos. Son objetivos de la presente Ley:

1. Promover el desarrollo y fortalecimiento del sector de las

telecomunicaciones.

2. Fomentar la inversión nacional e internacional, pública o privada para

el desarrollo de las telecomunicaciones.

3. Incentivar el desarrollo de la industria de productos y servicios de

telecomunicaciones.

ARTÍCULO 5.- DEFINICIÓN DE TELECOMUNICACIONES. “Se entiende por

telecomunicaciones toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales,

textos, vídeo, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza, por

sistemas alámbricos, ópticos o inalámbricos, inventados o por inventarse...” (Ley

Orgánica de Telecomunicaciones, 2015).

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…” (Ley Orgánica de Telecomunicaciones, 2015). De acuerdo con su

utilización las redes de telecomunicaciones se clasifican en: a) Redes Públicas de

Telecomunicaciones b) Redes Privadas de Telecomunicaciones.

Además de contar con la Ley Orgánica de Telecomunicaciones también se debe

de tener muy presente que existen otros organismos que se debe de cumplir para

el buen manejo y control de las redes de telecomunicaciones como CONATEL,

FODETEL, CONARTEL (Ley Orgánica de Telecomunicaciones, 2015).

36

PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE

¿El diseño de red elaborado en este proyecto de titulación, contribuye a solucionar

los problemas de conectividad, administración y funcionamiento operacional que

establece la red de datos actual en la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuentes

Alcívar?

DEFINICIONES CONCEPTUALES

LAN: Es una red de área local que está conectada entre dispositivos a través de

cables para que estos compartan sus recursos entre sí. (Julián Pérez Porto A. G.,

2015)

WAN: Sirve para la conexión de equipos que se encuentran a larga distancia entre

sí. (Julián Pérez Porto A. G., 2013)

WLAN: Esta red forma parte de la red de área local, y sus dispositivos están

conectados de manera inalámbrica (Julián Pérez Porto M. M., 2017)

VLAN: Las VLANS son redes de área local virtual. Ya que se emplean en redes

lógicas que están conectadas a una sola red física (Merino, s.f.)

TOLERANCIA A FALLOS: Esto se da cuando uno de los recursos falla, y cuentan

con un sistema que da solución inmediata al problema aplicando ciertos métodos

redundantes (Villagomez, 2016)

HSRP: Este es un protocolo de redundancia. Donde este se configura en dos

routers uno en modo activo y otro en modo reserva, ya que si uno se cae el otro

tiene el respaldo (Walton, Desde Cero, 2018)

EIGRP: Utiliza tecnología de vector distancia, la cual hace que se reduzca la

convergencia debido al crecimiento potencial de la red (Collado, 2009)

OSPF: Es un protocolo que sirve para el enrutamiento. La información es envía

entre routers que son del mismo sistema autónomo (Javier, 2013)

VRRP2: Este protocolo fue diseñado para obtener mas disponibilidad en la puerta

de enlace. Ya que la fiabilidad se consigue con un router virtual.

37

CAPÍTULO III

Propuesta tecnológica

En este capítulo se describe la viabilidad del proyecto realizado, ya que agrupa

las etapas de elaboración para llevar a cabo la propuesta del nuevo diseño de red

que consiste en tener accesibilidad, estabilidad y operatividad. A su vez, este

diseño de red será tolerante a fallos.

Análisis de factibilidad

Este proyecto se encuentra basado en los requerimientos y las necesidades que

presenta la red actual en la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuentes Alcívar.

Debido a la desorganización con la que cuenta la red, esta no es capaz de brindar

un buen servicio a la institución. Por lo tanto, para el diseño de red a realizarse se

toma en cuenta la información obtenida acerca de las necesidades encontradas.

La viabilidad de este proyecto se basa en cubrir las necesidades y darles una

solución a las falencias encontradas en la red actual. Por lo tanto, el diseño de la

red a realizarse está orientado a dar una mejor estabilidad en la red. A

continuación, se analizan las siguientes factibilidades.

Factibilidad operacional

En el levantamiento de información que se realizó en la Unidad Educativa Fiscal

Amarilis Fuente Alcívar se ve la necesidad de hacer un diseño de red. Debido a la

desorganización que tiene la red de la institución, presenta falta de conectividad,

por lo que los recursos tecnológicos, no pueden ser aprovechados por el

estudiantado y docentes.

La institución educativa cuenta con tres laboratorios donde los docentes dan

clases a los estudiantes, por lo que ellos están conscientes de la falta de

estabilidad con la que cuenta la red. A través de los docentes se obtiene

información, considerando sus opiniones de cómo se encuentra la red en la

actualidad, es decir no se encuentra operativa, esto afecta a la enseñanza a nivel

tecnológico hacia los estudiantes ya que, no pueden realizar tareas practicas o

uso de herramientas tecnológica con los equipos. Además, nos han dado

recomendaciones y ciertas sugerencias las cuales ayudaron para saber hacia

dónde estaba orientado nuestro diseño de la red.

38

Factibilidad técnica

Para esto se realiza un análisis de la información obtenida donde constatamos el

diseño de red con el que ellos cuentan. A su vez, enlistamos los equipos con los

que cuenta la institución educativa, que forman parte del diseño de red a

elaborarse. Además, mediante el levantamiento de información podemos conocer

los equipos faltantes, que necesitaremos para realizar mejoras en la estabilidad

de la red.

Factibilidad legal

Este proyecto no infringe ninguna ley. Mediante una reunión con las autoridades

de la Unidad Educativa Fiscal Amarilis Fuente Alcívar se nos autorizó a realizar

este proyecto, a través de una solicitud donde nos dieron los permisos necesarios

y el respaldo para ejecutar nuestra propuesta en la institución. A su vez, cuando

finalice el proyecto debemos entregar manuales de configuración, diseño de red y

documentación de la propuesta.

Factibilidad económica

Se debe tener en cuenta el alcance que pueda tener la institución para los costos

de implementación del diseño a realizarse, ya que estos son suministrados por el

Ministerio de Educación debido a que son quienes proveen económicamente a las

Unidades Educativas Fiscales. A su vez, se analizó qué equipos son necesarios

para mejorar el diseño de red y que sean factibles para la institución al momento

de adquirirlos. Por lo que tenemos el siguiente listado:

39

Cuadro 2. Presupuesto de equipamiento de red

Descripción Cantidad Precio Unitario Precio Total

Cisco 3745 Router 2 $ 499,00 $ 998,00

Cisco Catalyst 3560 (L2/L3) 2

$ 1.700,00

$ 3.400,00

Switch Cisco Catalyst 2960-C 4

$ 600,00

$ 2.400,00

Router inalámbrico DLink DIR-

615 3

$ 30,00

$ 90,00

Total $ 6.888,00

Elaborado: María Curillo Mite y Laura Pilco Bravo

Cuadro 3. Elementos de cableado

Descripción Cantidad Precio Unitario Precio Total

Patch panel modular 48

Puerto’s

3 $ 75,00

$ 225,00

Gabinete de pared 3

$ 90,00

$ 270,00

Conectores RJ45 100

$ 0,20

$ 20,00

Botas para RJ45 100

$ 0,15 $ 15,00

Rollo de cable UTP categoría

6A 305 mt.

2 $ 276,79

$ 553,58

Canaleta plástica 12 $ 1.25 $ 15,00

Total $ 1.098,58


40

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

Para realizar este proyecto de manera correcta se emplea la metodología PPDIO.

En la cual se utilizarán las 3 primeras etapas, las cuales consisten en preparar,

planificar y diseñar. Además, la implementación del proyecto será mediante un

simulador, de esta manera permite demostrar que la propuesta de trabajo cubre

con las necesidades tecnológicas en las que presenta la institución.

Preparar

Con la aprobación del tema de proyecto de titulación, se estableció el

planteamiento del problema y se definen los objetivos generales y específicos del

anteproyecto.

Se efectuaron varias visitas a la unidad educativa, donde se llevó a cabo una

reunión con la Vice rectora, quién aprobó la propuesta de trabajo. A su vez, se nos

designó un supervisor de proyecto.

Luego de esto, se realizó una entrevista al personal del área de cómputo, lo cual

contribuyó con el respectivo levantamiento de información, es decir, cantidad de

equipos operativos, estaciones de trabajo, punto de internet y topologías de red

establecidas.

Estas son algunas necesidades, que requiere la institución.

Proveedor de servicio.

La institución, se ve en la necesidad de contratar otro proveedor de servicio, ya

que el que está establecido actualmente, no brinda una cobertura total. Una

solución es solicitar más ancho de banda al ISP, dado que este proyecto añade la

característica de disponibilidad en la red. Por lo tanto, es necesario que se contrate

un enlace con otro proveedor de servicio.

Servidor de almacenamiento de datos.

La unidad educativa, no posee un servidor de almacenamiento de datos, el cual

le permita obtener los registros del estudiantado. Únicamente es almacenado en

una PC de escritorio, en el disco duro. A su vez no mantiene un plan de

contingencia por si se llega a perder la información.

41

También se cuenta con un sistema de vigilancia, en tiempo real, donde no se

almacena ningún registro de datos. Maneja un total de 7 cámaras bajo

direccionamiento IP, de las cuales solo 5 se encuentra operativas.

Servidor Local

El personal de secretaría informa que hasta el 2014, los registros de los

estudiantes son almacenados en un sistema local, denominado Visual School. En

el 2015 hasta la actualidad los datos se encuentran en la plataforma del Ministerio

de Educación alojado en la nube denominado CARMENTA.

Router

La red propuesta se ve en la necesidad de contar con este dispositivo, para

plantear la disponibilidad del diseño de la red.

Switch

Debido a la falta de interconexión del laboratorio MINTEL, se requiere este

dispositivo.

Routers inalámbricos

Es necesario equipos inalámbricos, para la interconexión de los departamentos

de: Inspectora do general, sala de profesores, Vicerrectorado matutino, Sub-

inspectorado general.

UPS

En escenarios de la perdida de energía, la institución detiene sus actividades

administrativas, por esto es necesario contar con un sistema de energía

ininterrumpida.

Elementos de cableado

Con la visita de cada laboratorio, dos de tres no se rigen bajo un estándar, por lo

que es necesario el uso de ciertos elementos.

Climatización

Es necesario el uso de un sistema de ventilación para preservar el calentamiento

de los dispositivos

42

A continuación, el grafico 23 nos muestra, el diagrama físico de la red actual en la

unidad Amarilis Fuentes Alcívar, ubicado en el anexo 4.1, para una mejor

visualización.

Gráfico 23. Diagrama físico de la institución.


La institución cuenta con tres laboratorios, en el gráfico 24, ubicado en el anexo

4.2. Se detalla el diagrama físico de la red actual del Laboratorio CNT, cabe

recalcar que este laboratorio, no se encuentra operativo, debido a la falta de

interconexión de sus equipos.

43

Gráfico 24. Diagrama físico del Laboratorio CNT.


El grafico 25, ubicado en el anexo 4.3 detalla el diagrama físico de la red actual

del Laboratorio MINTEL, el cual no se encuentra operativo, debido a que sus

equipos no están interconectados.

Gráfico 25. Diagrama físico del Laboratorio MINTEL.


44

El laboratorio APCI, se encuentra operativo, el cual cuenta con una topología tipo

estrella y esta estandarizado. El grafico 26, ubicado en el anexo 4.4 detalla el

diagrama físico del mismo.

Gráfico 26. Diagrama físico del Laboratorio APCI.


La red de la institución no tiene una conexión en su totalidad, el grafico 27 muestra

los departamentos en los cuales se encuentra operativos los equipos. Para una

mejor visualización del diagrama lógico de la red actual la referencia se ubica en

el anexo 5.1.

Gráfico 27. Diagrama lógico de la institución.


45

Planificar

Se realiza el siguiente cronograma de trabajo, para establecer las actividades

que se gestionaran durante este proyecto de titulación para la elaboración del

diseño de red. A continuación, el cuadro 4 detalla la información.

Cuadro 4. Cronograma de trabajo, para la elaboración del diseño.

ACTIVIDAD FECHAS RESPONSABLES

Visita a la institución Educativa 5/11/2018 Curillo Mite María y Pilco

Bravo Laura.

Levantamiento de la información 6/11/2018 Curillo Mite María y Pilco

Bravo Laura.

Entrevista a las autoridades

encargadas de los laboratorios 6/11/2018

Curillo Mite María y Pilco

Bravo Laura.

Control de necesidades 14/11/2018 Curillo Mite María

Elaboración del diseño físico actual 19/11/2018 Curillo Mite María

Elaboración del diseño lógico actual 20/11/2018 Curillo Mite María

Elaboración del rediseño físico 26/11/2018 Curillo Mite María

Elaboración del rediseño lógico 27/11/2018 Curillo Mite María

Diagrama de la propuesta lógica 3/12/2018 Curillo Mite María

Realización del direccionamiento IP 25/12/2018 Curillo Mite María

Configuración de direccionamiento 7/1/2019 Curillo Mite María

Pruebas de funcionabilidad de la

red 18/1/2019 Curillo Mite María

Elaboración de los manuales de

configuración 21/1/2019

Curillo Mite María y Pilco

Bravo Laura.


46

Para la elaboración del diseño propuesto se realiza una entrevista a docentes de

la Universidad de Guayaquil, perteneciente al Departamento de Redes y

Telecomunicaciones, los cuales aportan con criterios de validación con respecto

a la tolerancia a fallos en una red de datos, sus recomendaciones se dirigen a la

capa de distribución, estableciendo redundancia en dicho nivel, mediante un

switch secundario. También, con la colaboracion del Gerente General de una

empresa de Servicio de Soporte Técnico en seguridad informática, aporta con

opiniones para el planteamiento del diseño, referente a que protocolos de

redundancia de datos pueden ser utilizados.

El cuadro 5, indica el direccionamiento del diseño de red, para los dispositivos

de la capa de núcleo.

Cuadro 5. Direccionamiento del diseño de red, capa de núcleo

SEGMENTACION DE LA RED

Dispositivo Interfaz Dirección IP Máscara

ISP Principal

fa0/0 200.124.245.1 255.255.255.0

fa0/1 190.63.183.213 255.255.255.252

fa1/0 190.63.183.217 255.255.255.252

ISP Secundario

fa0/0 200.124.88.1 255.255.255.192

fa0/1 190.63.183.221 255.255.255.252

fa1/0 190.63.183.225 255.255.255.192


Cuadro 6. Direccionamiento LAN de los ISP, principal y secundario para gestión

de pruebas.

Direccionamiento LAN de los ISP

PC-1 ISP Principal 200.124.245.56

PC-2 ISP Secundario 200.124.88.7


A continuación, el cuadro 7 presenta el direccionamiento del router A Y B, y la

configuración de las vlans respectivas a cada sub interfaz en el cuadro 8 y 9.

47

Cuadro 7. Direccionamiento del diseño de red, capa de distribución.

Dispositivo Interfaz Dirección IP Máscara

Router A Principal

fa2/0 vlans vlans

Fa3/0 vlans vlans

fa1/0 190.63.183.226 255.255.255.252

fa0/1 190.63.183.214 255.255.255.252

fa0/0 190.63.183.229 255.255.255.252

Router B Secundario

Fa1/0 vlans vlans

fa0/1 vlans vlans

Fa2/0 190.63.183.222 255.255.255.252

Fa3/0 190.63.183.218 255.255.255.252

fa0/0 190.63.183.230 255.255.255.252


Cuadro 8. Configuración de la sub interfaz de los routeres A Y B, dirección de cada vlan e ip virtual del HSRP, dirigido el switch principal.

Switch Principal

NOMBRE DE LA RED VLAN IP VIRTUAL

HSRP

ROUTER A

Principal 2/0

ROUTER B

Principal 3/0

LABORATORIO CNT VLAN 10 10.100.10.1 10.100.10.2 10.100.10.3

LABORATORIO MINTEL VLAN 20 10.100.20.1 10.100.20.0 10.100.20.3

LABORATORIO APCI VLAN 30 10.100.30.1 10.100.30.2 10.100.30.3

DEPARTAMENTO

ADMINISTRATIVO VLAN 40 10.100.40.1 10.100.40.2 10.100.40.3

INSPECTORADO GENERAL

MATUTINO VLAN 50 10.100.50.1 10.100.50.2 10.100.50.3

VICE RECTORADO MAT. Y

VESP E INSPECTORADO VLAN 60 10.100.60.1 10.100.60.2 10.100.60.3

SALA DE PROFESORES VLAN 70 10.100.70.1 10.100.70.2 10.100.70.3


48

Cuadro 9. Configuración de la sub interfaz de los routeres A Y B, dirección de cada vlan e ip virtual del HSRP, dirigido el switch secundario.

Switch Secundario

NOMBRE DE LA RED VLAN IP VIRTUAL

HSRP

ROUTER A

Principal 2/0

ROUTER B

Secundario

3/0

LABORATORIO CNT VLAN 8 10.200.10.1 10.200.10.2 10.200.10.3

LABORATORIO MINTEL VLAN 2 10.200.20.1 10.200.20.2 10.200.20.3

LABORATORIO APCI VLAN 3 10.200.30.1 10.200.30.2 10.200.30.3

DEPARTAMENTO

ADMINISTRATIVO VLAN 4 10.200.40.1 10.200.40.2 10.200.40.3


MATUTINO VLAN 5 10.200.50.1 10.200.50.2 10.200.50.3

VICE RECTORADO MAT. Y

VESP E INSPECTORADO VLAN 6 10.200.60.1 10.200.60.2 10.200.60.3

SALA DE PROFESORES VLAN 7 10.200.70.1 10.200.70.2 10.200.70.3


49

El siguiente cuadro, presenta la información de los departamentos segmentados

por Vlans.

Cuadro 10. Direccionamiento del diseño de red, capa de acceso.


NOMBRE DE LA RED

N° D

E

USU

AR

IOS

DIRECCION

DE RED

HO

ST

DISP

ON

IBLE

S

PR

EFIJO

MASCARA DE

SUBRED

LABORATORIO CNT

19 10.100.10.0 60 26 255.255.255.192

LABORATORIO MINTEL

25 10.100.20.0 60 26 255.255.255.192

LABORATORIO APCI

41 10.100.30.0 60 26 255.255.255.192

DEPARTAMENTO

ADMINISTRATIVO

6 10.100.40.0 30 27 255.255.255.224

CONEXIÓN INALAMBRICA


MATUTINO

2 10.100.50.0 14 28 255.255.255.240

VICE RECTORADO MATUTINO

Y VESPERTINO E


VESPERTINO

4 10.100.60.0 14 28 255.255.255.240

SALA DE PROFESORES

50 10.100.70.0 60 26 255.255.255.192

50

Diseño

Luego del proceso de levantamiento de información de la unidad educativa

Amarilis Fuentes Alcívar, se procedió a realizar los diagramas de red de manera

física y lógica, ya que la institución carecía de ellos.

El gráfico 28 o su referencia en el anexo 6.1 muestran el diagrama físico de la red

propuesta para este proyecto de titulación.

Gráfico 28. Diagrama físico de la red propuesta.


Este proyecto no será implementado, pero se plantea con una simulación para

poder demostrar la configuración y tolerancia a fallos de la red. Con el nuevo

diseño de red, se propone, que mediante de la conexión inalámbrica, los

departamentos tales como, sala de profesores, vicerrectorado matutino y

vespertino junto a inspectora do general vespertino mantenga conexión a internet.

51

También se plantea la conectividad para los laboratorios tales como CNT y

MINTEL. Al parecer la institución, no necesita el uso de un servidor de

almacenamiento, debido a que el repositorio de datos, denominado CARMENTA,

se encuentra alojado en la nube, este es administrado por parte del Ministerio de

Educación Pública, donde los docentes y funcionarios de la institución únicamente

suben información académica al sistema.

Anteriormente contaban con una base de datos denominada School, pero está ya

no es utilizada, al menos que estudiantes de periodos descendentes del 2014,

necesiten alguna documentación. Esta data se encuentra almacenada en un Pc

de la institución. A continuación, el gráfico 29 ubicado en el anexo 6.2, muestra el

diagrama de la interconexión del Laboratorio CNT.

Gráfico 29. Diagrama físico del Laboratorio CNT.


El gráfico 30, muestra la interconexión en el Laboratorio MINTEL, también ubicado

en el anexo 6.3.

52

Gráfico 30. Diagrama físico del Laboratorio MINTEL


Gráfico 31. Diagrama físico del Laboratorio APCI.


53

El gráfico 31, detalla la interconexión del Laboratorio APCI, el cual ya se

encontraba operativo en la institución. Ahora en este centro de cómputo se ubicará

el nuevo ISP, para la unidad educativa. Referencia del diagrama anexo 6.4

El gráfico 32 presenta la conexión lógica entre la capa de núcleo y la capa de

distribución, es decir conexiones de ISP principal y secundario, Router A y B, por

último los switches principal y secundario los cuales se interconectan hacia los 7

diferentes departamentos y laboratorios. También se ubica en el anexo 6.5

Gráfico 32. Diagrama lógico de interconexión.


54

Según el levantamiento de información que se realizó en la unidad educativa. Se

propone un diseño de red de acorde a la cantidad de usuarios y departamentos

que la institución mantiene, a los requerimientos básicos que necesita y los

equipos que posee y que deberá de adquirir sí el diseño desea ser implementado.

A continuación, el gráfico 33 o en el anexo 7, detalla la información

Gráfico 33. Diagrama lógico de la Institución propuesto.


Implementación

El diseño de red planteado comprende tres fases. En la capa de Core, donde se

encuentran los routers ISP, el principal y el secundario. Estos mantienen la

configuración ip en cada una de sus interfaces y el protocolo de enrutamiento

dinámico EIGRP, para que sus redes puedan ser aprendidas por las demás capas.

55

En la capa de distribución están configuradas las direcciones, de cada una de sus

interfaces. El protocolo de enrutamiento EIGRP, las vlans de cada departamento

10, 20, 30, 40, 50, 60,70 y dentro de cada sub-interfaz perteneciente a la vlan, se

configura el protocolo de redundancia HSRP. A su vez el enlace del router, que se

dirige hacia al Switch de interconexión se establece a modo trocal y sus otras

interfaces se dirigen en modo de acceso hacia los switch que se encuentran en

cada laboratorio y departamentos lo cual establece la capa de acceso.

Gráfico 34. Diseño de la red propuesta en el simulador.


Los anexos de configuración de cada dispositivo entre ellos Router ISP principal,

Router ISP secundario, Router A, Router B y Switch principal y secundario se

detallan en el Anexo 9.

ENTREGABLES DEL PROYECTO

• Archivo de simulación en GNS3.(Entregable en un CD-ROM)

• Diseños de la red, a nivel físico y lógico. (Ubicado en el anexo 6 y 7)

• Manuales de configuración del diseño de la red propuesto. (Ubicado en el

anexo 8)

56

CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

A continuación se presentan algunas pruebas mediante el simulador GNS3, para

demostrar el diseño propuesto en este proyecto de titulación.

Esta práctica el Router_A_Principal, se encuentra en modo máster, esta prueba

se demuestra con la sub interfaz 2/0.50, grupo 50, la cual pertenece al

departamento de Inspectorado General Matutino. Entonces se apaga el equipo

con la finalidad de determinar los cambios que ocurren con la disponibilidad en la

red. El comando show standby all, muestra la configuracion de HSRP.

Gráfico 35. Verificación de la subinterfaz de Inspectorado General en el Router_A_Principal, estado activo.


Gráfico 36. Verificación de la subinterfaz de Inspectorado General en el Router_B_Secundario, estado backup.


57

Cuando se apaga el Router _A_Principal inmediatamente el router _B_Secundario

cambia a modo Activo.

Gráfico 37. Verificacion de la subinterfaz de Inspectorado General en el Router_B_Secundario, estado backup.


De la misma manera ocurre con cada una de las sub interfaces, las cuales estan

segmentadas por departamentos.

58

A continuación el gráfico 38, muestra la conectividad, ping y tracer, desde el

departamento de Inspectorado General Matutino vlan 10.100.50.5 , hacia el ISP

Principal es decir la dirección 200.124.245.56, perteneciente al host empleado

para validación de pruebas. Cabe recaalcar que el Router_A_Principal aún se

encuentra apagado.

Gráfico 38. Prueba de conectividad desde Inspectorado General Matutino hacia

ISP Principal.


Gráfico 39. Prueba de conexión desde la sala de profesores ip 10.100.70.10

hacia el ISP Secundario


59

Gráfico 40. Prueba de conexión entre el departamento de MINTEL ip 10.100.20.10 , hacia el departamento de Administración 10.200.40.5.


Gráfico 41. Prueba de conexión entre el ISP Secundario, hacia el ISP Principal.


60

Gráfico 42. Prueba de conexión entre el ISP Principal ip 200.124.245.56, , hacia el ISP Secundario ip 200.124.88.7


Gráfico 43. Prueba de conectividad desde Lab-APCI, hasta los ISP.

Elaboración: María Curillo Mite y Laura Pilco Bravo

61

El diseño de red tolerante a fallos propuesto, busca la obtención de factibilidad,

operatividad y disponibilidad en la red de datos, cubriendo así toda las

necesidades encontradas en el diseño de red actual con el que cuenta la Unidad

Educativa, se debe tener en cuenta que en el nuevo diseño de red puede llegar a

presentar pequeños errores como por ejemplo la caída de algún enlace o

problemas en los dispositivos finales. Si los problemas se dan en los enlaces o ya

sean en los equipos de la capa de distribución estos errores son automáticamente

corregidos, pero si uno de los problemas se presentan en la capa de acceso, estos

tendrán un determinado tiempo a que se pueda recuperar la comunicación en los

dispositivo ya que estos deberán ser configurados manualmente (cambio de ip a

los dispositivos finales). A continuación, en la siguiente tabla presentaremos el

porcentaje y el tiempo que se tomaría si los errores se llegaran a presentar.

Cuadro 11. Calculos de acuerdos de servicios

Porcentaje Diario Semanal Mensual Anual

95.65% 1h2m38.4s 7h18m28.8s. 1d7h46m34.0s 15d21h18m47.4s


62

CAPÍTULO IV

Criterios de aceptación del producto o Servicio

Cuadro 12. Matriz de criterios de aceptación

CRITERIOS DE EVALUACION

TO

TA

LM

E

NT

E D

E

AC

UE

RD

O

DE

AC

UE

RD

O

PA

RC

IAL

NO

CU

MP

LE

CO

N L

OS

RE

QU

ER

I

MIE

NT

OS

NE

CE

SA

R

IOS

Este proyecto consigue identificar la

ubicación física y la configuración

lógica de direccionamiento de los

equipos de comunicación.

x

La etapa de preparación de este

proyecto, realiza el levantamiento de

información necesaria, junto al

personal de la institución, para la

planificación que estipule los

requerimientos técnicos para crear el

diseño de la red.

x

Se elabora un diagrama lógico de la

red detallado, donde se especifique

un modelo jerárquico definido.

x

Las pruebas realizadas con el

simulador, verifican el

funcionamiento adecuado de la

tolerancia a fallos en el diseño

propuesto

x

El diseño aplica protocolos de

redundancia en la red. x

La documentación de este proyecto

de titulación contiene los manuales

de configuración de la red.

x


63

Conclusiones

Conforme a las necesidades encontradas y los objetivos establecidos se llevó a

cabo a realizar mejoras propuestas.

Con el respectivo análisis de campo realizado en la unidad educativa, se conoce

los departamentos y laboratorios, los dispositivos tecnológicos operativos que

posee la institución y la configuración que mantiene actualmente la red. Con toda

esta información se procedió a realizar la planificación de equipos de red y

distribución de direcciones lógicas para definir el diagrama de red apropiado en

cada área académica y de trabajo. Este proceso contribuye de manera eficiente

para la elaboración del diseño de la red propuesta y garantiza el buen

funcionamiento físico y lógico de la red.

La investigación obtenida en este proyecto de titulación, mediante una entrevista

realizada al personal encargado de los laboratorios y algunos docentes, permite

identificar varias necesidades físicas y lógicas, las cuales posee la institución.

Dichos requerimientos ayudan a la comunicación entre departamentos para una

mejor gestión laboral en el área administrativa y entre docentes, además, genera

condiciones óptimas en los laboratorios para la gestión práctica tecnológica del

estudiantado.

El diseño de red propuesto de manera física y lógica ubicado en el anexo 6 y 7

garantiza estabilidad y administración en la red. Cada capa del modelo jerárquico

de la red, se encarga de cubrir las necesidades de la institución, aportando

viabilidad en la comunicación entre diferentes departamentos, este trabajo

también aporta a nuestros conocimientos orientado a un ámbito académico en el

área de telecomunicaciones.

El uso de la herramienta de simulación, GNS3 permite desarrollar un escenario

lógico del diseño de red propuesto, por tanto esta implementación muestra la

funcionalidad y estabilidad de la red establecida en cada área. Desde su ISP como

capa de núcleo, recorriendo por los equipos de distribución, hasta llegar a sus

equipos finales ubicados en la capa de acceso.

64

Se realizan pruebas de tolerancia a fallos para validar si el diseño cumple su

finalidad. En la capa de núcleo el diseño se propone contar con dos ISP, la capa

de distribución establece un router principal y uno secundario. Los equipos están

configurados con el protocolo de redundancia HSRP, distribuidos por vlans en

cada sub interfaz, estas dos capas se asocian con el protocolo OSPF para que

sus redes sean aprendidas. Por último se agregan dos switches uno principal y

uno secundario, como medida preventiva en el caso de fallos a nivel de acceso.

Luego de revisar medios de configuración y llevarlos a cabo bajo pruebas en el

simulador con el diseño propuesto, se realizan los manuales de configuración de

cada dispositivo, con su respectivo direccionamiento, interfaz, protocolo o modo

de operatividad, por si este diseño desea ser implementado por alguna autoridad

en la institución.

65

Recomendaciones

Es factible asignar una persona encargada de monitorear, controlar y administrar

la red, de tal manera que realice comprobaciones de infraestructura física y lógica,

como verificaciones de que los dispositivos mantengan buenas condiciones

ambientales y estandarizadas para evitar tener inconvenientes que pueden

afectar en el rendimiento de la red.

Se establece realizar un levantamiento de información cada cierto tiempo, para

poder constatar que las necesidades encontradas anteriormente siguen siendo las

mismas o si se necesita hacer algún cambio nuevo en el diseño de la red.

Si llegan a existir necesidades que requieran algún cambio en la red, se debe

analizar la topología existente para poder escoger un nuevo diseño de red

correcto, y que este abarque con todo los requerimientos y necesidades nuevas,

se debe recordar que la red propuesta establece escalabilidad a nivel de acceso

ya que, los usuarios finales son más frecuentes en cuanto a crecimiento.

Si se llega añadir más equipos a la red, se recomienda primero realizar la

implementación en una herramienta de simulación para evaluar la factibilidad del

nuevo equipo en la red.

Es necesario realizar monitoreo constante de la red para llevar un adecuado

control sobre la disponibilidad y redundancia de esta ante la presencia de un fallo

inesperado.

Se recomienda actualizar los manuales de configuración, si la red presenta algún

cambio en su diseño. De esta manera se contribuye a una mejor administración

de la red.

66

Bibliografía

Alvarez, J. (24 de febrero de 2016). Slideshare. Obtenido de Clase de direccionamiento:

https://pt.slideshare.net/JuanAlvarez88/direccion-ipv4

Alyeli, Urbina, Cardoza, Isidro. (27 de Octubre de 2012). Plataforma de red. Obtenido de

Metodologia PPDIOO:

http://redplataformabibliotecakatherinebrech.blogspot.com/2012/10/normal-

0-21-false-false-false-es-x-none_27.html

Ariganello, E. (3 de Octubre de 2016). Aprende Redes.com. Recuperado el 21 de

Noviembre de 2018, de Configuración de EIGRP:

http://aprenderedes.com/2006/10/configuracion-de-eigrp/

Bladley. (19 de Agosto de 2018). Lifewire. Obtenido de Topologia de red:

https://www.lifewire.com/computer-network-topology-817884

Castro, L. (14 de Febrero de 2017). About Español. Obtenido de ¿Qué es ancho de

banda?: https://www.aboutespanol.com/que-es-ancho-de-banda-157802

Cidecame. (2001). Obtenido de Direccionamiento IP:

http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro27/46_direccionamien

to_ip.html

Collado, E. (04 de Mayo de 2009). Eduangi. Obtenido de ¿Que es EIGRP?:

https://www.eduangi.org/node327.html

CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR . (2008). Obtenido de

https://www.oas.org/juridico/pdfs/mesicic4_ecu_const.pdf

Crespo, A. (29 de Noviembre de 2016). Redes Zone. Recuperado el 21 de Noviembre de

2018, de VLANs: Qué son, tipos y para qué sirven:

https://www.redeszone.net/2016/11/29/vlans-que-son-tipos-y-para-que-

sirven/

Ecured. (13 de Marzo de 2018). Obtenido de Estándar de ethernet:

https://www.ecured.cu/Est%C3%A1ndares_IEEE_802.3

El taller del BIT. (29 de Febrero de 2012). Obtenido de Enrutamiento:

http://eltallerdelbit.com/enrutamiento-fundamentos-y-protocolos

Encalada, S. (4 de Febrero de 2011). Repositorio Digital EPN. Obtenido de DSpace JSPUI:

http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/2734

Erick. (1 de Diciembre de 2014). Dispositos Intermedios. Recuperado el 21 de Noviembre

de 2018, de https://erickosvaldovg.wordpress.com/2014/12/01/dispositivos-

intermediarios/

67

Fontanez, H. (11 de Septiembre de 2014). TOPOLOGIAS DE REDES. Obtenido de

TOPOLIGA ESTRELLA:

https://sites.google.com/site/topologiasdered708/home/topologia-estrella

García, V. (2005). Computación Tolerante a Fallas Aplicada en el Mantenimiento

Automático del Microsatélite Satex. Revista Scielo Información Tecnológica

Vol.17, 61-68. Obtenido de Información Tecnológica.

Guitiérrez, A. (2012). SlideShare. Obtenido de Medios de transmisión:

https://es.slideshare.net/Alejoguti7/medios-de-transmision-14596355

Javier. (Agosto de 2013). Netjnl. Obtenido de ¿Que es OSPF?:

https://netjnl.wordpress.com/2013/08/28/ospf-que-es-por-que-ospf-mensajes-

ospf/

Jiménez, M. J. (18 de Abril de 2018). Tech Club Tajamar. Recuperado el 21 de Noviembre

de 2018, de Protocolos de redundancia de primer salto. FHRP:

https://techclub.tajamar.es/protocolos-redundancia-primer-salto-fhrp/

Julián Pérez Porto, A. G. (2013). Denicion.De. Obtenido de ¿Que es WAN?:

https://definicion.de/wan/

Julián Pérez Porto, A. G. (2015). Definicion.De. Obtenido de ¿Que es LAN?:

https://definicion.de/red-lan/

Julián Pérez Porto, M. M. (2017). Definicion.De. Obtenido de ¿Que es un Wlan?:

https://definicion.de/wlan/

Martínez, E. (21 de Julio de 2007). Eveliux. Obtenido de DIRECCIONAMIENTO IPV4:

http://eveliux.com/mx/curso/direccionamiento-ipv4.html

Merino, J. P. (s.f.). Definicion.De. Obtenido de ¿Que es una Vlan?:

https://definicion.de/vlan/

Murillo, F. E. (23 de Septiembre de 2015). Conmutacion y Enrutamiento de Redes de

Datos. Obtenido de 1,4 Enrutamiento Estatico y Dinamico:

http://direccionamiento-enrutamientoip.blogspot.com/2015/09/14-

enrutamiento-estatico-y-dinamico.html

Networkingcontrol. (25 de Abril de 2013). Recuperado el 21 de Noviembre de 2018, de

https://networkingcontrol.wordpress.com/2013/04/25/glbp/

NetworkingControl. (25 de Abril de 2013). Obtenido de ¿Que es GLBP?:

https://networkingcontrol.wordpress.com/2013/04/25/glbp/

Obando, A. R. (19 de Febrero de 2015). Calameo. Recuperado el 21 de Noviembre de

2018, de https://es.calameo.com/read/004206536aa28aafc2e38

Odom, W. (2016). CNNA Routing and Switching 200-15 Official Cert Guide Library. Cisco

Press.

68

Panduit, C. S. (2012). Site Google. Obtenido de Ethernet:

https://sites.google.com/site/redesbasico150/introduccion-a-los-estandares-de-

cableado/el-ieee-802-3-estandar-de-ethernet

R, L. (28 de Noviembre de 2018). Ipref. Obtenido de Que es un modelo jerárquico:

https://ipref.wordpress.com/2008/11/28/modelo-jerarquico-de-red/

Rodriguez, R. R. (30 de Septiembre de 2004). SlidesShare. Obtenido de Dispositivos

Finales: https://es.slideshare.net/ronalroro/dispositivos-finales

Rosbarbosa. (27 de Noviembre de 2015). SEA CCNA. Obtenido de MODELO OSI:

http://www.seaccna.com/modelo-osi-guia-definitiva/

Sifuentes, S. E. (19 de Octubre de 2012). Blogspot. Recuperado el 21 de Noviembre de

2018, de Sistemas Distribuidos y Paralelos:

http://samadistribuidos.blogspot.com/

Torres, D. A. (27 de Noviembre de 2009). LDC. Obtenido de Capa de acceso a la red:

https://ldc.usb.ve/~daniela/tcp-ip/node22.html

Tuárez, C. (Noviembre de 2016). Repositorio digital ESPAM. Obtenido de MFL:

file:///C:/Users/CORE%20i7%20Ultimate/Documents/TESIS/Ejemplo%20de%20T

esis%202%7D%20%20.pdf

Villagomez, C. (17 de Octubre de 2016). CMM. Obtenido de

https://es.ccm.net/contents/640-tolerancia-a-fallas

Villagómez, C. (13 de Febrero de 2018). CCM. Obtenido de WIFI:

https://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wifi-802-11-o-wifi

Villagómez., C. (13 de Febrero de 2018). CCM. Obtenido de 802.11a:

https://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wifi-802-11-o-wifi

Walton, A. (30 de Enero de 2018). CcnaDesdeCero. Obtenido de

https://ccnadesdecero.es/diseno-jerarquico-de-redes/

Walton, A. (17 de Enero de 2018). Desde Cero. Recuperado el 21 de Noviembre de 2018,

de Protocolos de Redundancia de Primer Salto:

https://ccnadesdecero.es/protocolos-redundancia-primer-salto/

69

ANEXOS

70

Anexo 1

Carta de aceptación del proyecto dirigido a la Unidad Educativa Amarilis Fuentes

Alcívar.

71

Anexo 2

Entrevista al personal de cómputo.



CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

ENTREVISTA

Nombre del entrevistado:

Cargo:

1. ¿De qué manera almacenan los datos de la institución y cuál es el proceso

de respaldo a seguir en caso de tener una pérdida de información?

2. ¿Considera usted que la unidad educativa necesita contar con un servidor

local y un almacenamiento de datos?

3. ¿Qué herramientas tecnológicas, emplea la unidad educativa, para el

personal administrativo y para el estudiantado?

4. ¿El uso del internet demanda una gran cantidad de descarga, para los

procesos que realiza la institución?

5. ¿Cómo usted ve el rendimiento de la red actual, y en que usted considera

que debería mejorar?

6. ¿Qué tipo de topología se tiene implementada en la red actual?

7. ¿La institución cuenta con una memoria técnica de la infraestructura de la

red actual

8. ¿Existe algún administrador de la red, a cargo de la institución?

9. ¿Cuentan con un control de acceso a los laboratorios, para evitar el ingreso

de terceras personas o inclusive el de estudiantes a cualquier hora?

10. ¿Qué expectativas tiene usted de nuestro proyecto? ¿Cómo cree usted

que ayudaría a la unidad educativa?

72

Anexo 3

Cronograma General de Proyecto de Titulación.

ACTIVIDAD FECHAS RESPONSABLES

Entrega propuesta de trabajo. 24/9/2018 Curillo Mite María Cristina

Aprobación propuesta de trabajo 1/10/2018 Pilco Bravo Laura Jessenia

Coordinación de horarios con tutora 29/10/2018 Curillo Mite María Cristina,


Visita a la institución Educativa 5/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Levantamiento de la información 6/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Primera revisión de tutorías 8/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Avance de diagrama lógico 12/11/2018 Curillo Mite María Cristina

Diagrama lógico de la red actual 13/11/2018 Pilco Bravo Laura Jessenia

Entrevista al personal de computo 14/11/2018 Curillo Mite María Cristina

Avance del capítulo 1 14/11/2018 Pilco Bravo Laura Jessenia

Segunda revisión de tutorías 15/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Elaboración del diseño Fisco 19/11/2018 Curillo Mite María Cristina

elaboración del diseño lógico 20/11/2018 Pilco Bravo Laura Jessenia

Tercera revisión de tutoría 22/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Terminación del capítulo 2 26/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Cuarta revisión de tutoría 29/11/2018 Curillo Mite María Cristina,


Diagrama de la propuesta lógica 3/12/2018 Curillo Mite María Cristina


Quinta revisión de tutoría 6/12/2018 Curillo Mite María Cristina,


73


Realización del direccionamiento IP 25/12/2018 Curillo Mite María Cristina

Sexta revisión de tutoría 3/1/2019 Curillo Mite María Cristina,


Configuración de direccionamiento 7/1/2019 Curillo Mite María Cristina,


Séptima revisión de tutoría 10/1/2019 Curillo Mite María Cristina,


74

Anexo 4

DIAGRAMAS FISICOS RED ACTUAL

4.1 Diagrama físico de la red actual de la institución

.

75

Anexo 4


4.2 Diagrama físico de la red actual Laboratorio CNT.

76

Anexo 4


4.3 Diagrama físico de la red actual Laboratorio MINTEL.

77

Anexo 4


4.4 Diagrama físico de la red actual Laboratorio APCI.

78

Anexo 5

DIAGRAMAS LOGICO RED ACTUAL

5. Diagrama lógico de la red actual de la institución.

79

Anexo 6

DIAGRAMAS FISICOS RE-DISEÑO

6.1 Diagrama físico de la red propuesta.

80

Anexo 6

DIAGRAMAS FISICOS RE DISEÑO

6.2 Diagrama físico de la red propuesta, laboratorio CNT.

81

Anexo 6


6.3 Diagrama físico de la red propuesta, laboratorio MINTEL.

82

Anexo 6


6.4 Diagrama físico de la red propuesta, laboratorio APCI.

83

Anexo 6


6.5 Diagrama físico de la red propuesta, capa de núcleo y distribución.

.

84

Anexo 7

DIAGRAMAS LOGICO DE LA RED PROPUESTA

7. Diagrama lógico de la red propuesta para la institución.

85

Anexo 8

Evidencia de visitas a la Unidad Educativa Amarilis Fuentes Alcivar

8.1 Visita a los laboratorios, levantamiento de información.

8.1 Evidencia de levantamiento de información, entrevista.

86

Anexo 9

MANUALES DE CONFIGURACION

9.1 Configuración de ROUTER ISP PRINCIPAL

1. Definir las propiedades del dispositivo

Router#configure terminal

(config)#hostname Router ISP Principal

(config)#enable password ROUTERISPPRINCIPAL

(config)#line vty 0 4

(config-line)#login

(config-line)#password ROUTERISPPRINCAIPAL

(config-line)#exit

(config)#no logging console

(config)#do wr

(config)#exit

2. Habilitar la interfaz y configurar sus respectiva ip:

#configure terminal

(config)#interface FastEthernet0/0

(config)#ip address 200.124.245.1 255.255.255.0

(config-if)#no shutdown

(config-if)#do wr

(config-if)#exit

(config)#interface FastEthernet0/1



87

(config-if)#do wr

(config-if)#exit

(config)#int fastEthernet 1/0



(config-if)#do wr

(config-if)#exit

3. Configuracion de eigrp, se agrega cada:

config terminal

router eigrp 1

network 190.63.183.212 0.0.0.3

network 190.63.183.216 0.0.0.3

network 200.124.245.0 0.0.0.255

4.- Configuracion de las rutas estaticas

ip forward-protocol nd

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.214

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.218

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.124.245.56

9.2 Configuracion del ROUTER ISP SECUNDARIO



(config)#hostname Router ISP Secundario

(config)#enable password ROUTERISPSECUNDARIO


88

(config-line)#login

(config-line)#password ROUTERISPSECUNDARIO

(config-line)#exit


(config)#do wr

(config)#exit

2. Habilitar la interfaz y configurar sus respectiva ip:

#configure terminal




(config-if)#do wr

(config-if)#exit




(config-if)#do wr

(config-if)#exit




(config-if)#do wr

(config-if)#exit

89

3. Configuracion de eigrp, se agrega cada red:

config terminal

router eigrp 1

network 190.63.183.220 0.0.0.3

network 190.63.183.224 0.0.0.3

network 200.124.88.0 0.0.0.255



ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.222

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.226

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.124.88.7

9.3 Configuracion del ROUTER A PRINCIPAL



(config)#hostname Router-A-PRINCIPAL

(config)#enable password ROUTERA


(config-line)#login

(config-line)#password ROUTERA

(config-line)#exit


(config)#do wr

(config)#exit

90

2. Configuracion de la Interfaz, creacion de las vlans, modo troncal:

vlan 10 Lab_CNT

vlan 20 Lab_MINTEL

vlan 30 Lab_APCI

vlan 40 Administracion

vlan 50 Wifi_Inspectorado

vlan 60 Wifi_Vicerrectorado_V_M

vlan 70 Wifi_Sala_Profesores

3. Habilitar la interfaz fisica donde se alojan todas las vlans

#configure terminal


(config-if)# ip addrees 190.63.183.212 255.255.255.252


(config-if)#do wr




(config-if)#do wr




(config-if)#do wr



91

(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

4. Crear las cada vlans, dentro de la misma interfaz y establecerlas a modo

troncal mediante el standar dot1q:

vlan 10 Lab_CNT

#configure terminal

(config-if)#int fastEthernet 2/0.10

(config-subif)#encapsulation dot1Q 10

(config-subif)#ip address 10.100.10.2 255.255.255.192

(config-subif)#do wr

vlan 20 Lab_MINTEL

#configure terminal





vlan 30 Lab_APCI

#configure terminal




92



#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal




93


vlan 10 Lab_CNT

#configure terminal





vlan 20 Lab_MINTEL

#configure terminal





vlan 30 Lab_APCI

#configure terminal






#configure terminal




94



#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal





5. Configuracion del HSRP -Active en la subinterfaz de la:

vlan 10 Lab_CNT

#config terminal

(config-if)#int fa2/0.10

(config-subif)#standby 10 ip 10.100.10.1

95

(config-subif)# standby 10 priority 120

(config-subif)# standby 10 preempt

vlan 20 Lab_MINTEL

#config terminal





vlan 30 Lab_APCI

#config terminal






#config terminal






#config terminal



96




#config terminal






#config terminal





vlan 8 Lab_CNT

#config terminal





vlan 2 Lab_MINTEL

#config terminal



97



vlan 3 Lab_APCI

#config terminal






#config terminal






#config terminal




(config-subif)# standby 50preempt


#config terminal



98




#config terminal


(config-subif)#no switchport




6. Configuracion de eigrp, se agrega cada red de las vlans

config terminal

router ospf 1

network 10.100.10.0 0.0.0.63

network 10.100.20.0 0.0.0.63

network 10.100.30.0 0.0.0.63

network 10.100.40.0 0.0.0.31

network 10.100.50.0 0.0.0.15

network 10.100.60.0 0.0.0.15

network 10.100.70.0 0.0.0.63

network 10.200.10.0 0.0.0.63

network 10.200.20.0 0.0.0.63

network 10.200.30.0 0.0.0.63

network 10.200.40.0 0.0.0.31

network 10.200.50.0 0.0.0.15

99

network 10.200.60.0 0.0.0.15

network 10.200.70.0 0.0.0.63

network 190.63.183.212 0.0.0.3

network 190.63.183.216 0.0.0.3

network 190.63.183.228 0.0.0.3

7. Configuración de las rutas estáticas.


ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.225

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.213

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.230

9.4 Configuracion del ROUTER B



(config)#hostname Router B

(config)#enable password ROUTERB


(config-line)#login

(config-line)#password ROUTERB

(config-line)#exit


(config)#do wr

(config)#exit

2. Configuracion de la Interfaz, creacion de las vlans, modo troncal:

vlan 10 Lab_CNT

100

vlan 20 Lab_MINTEL

vlan 30 Lab_APCI





vlan 8 Lab_CNT

vlan 2 Lab_MINTEL

vlan 3 Lab_APCI





3. Habilitar la interfaz fisica donde se alojan todas las vlans y configuracion de su

respectiva IP.

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal

101


(config)#ip add 190.63.183.222 255.255.255.252


(config-if)#do wr

#configure terminal


(config)#ip add 190.63.183.218 255.255.255.252


(config-if)#do wr

#configure terminal


(config)#ip add 190.63.183.230 255.255.255.252


(config-if)#do wr

4. Crear las cada vlans, dentro de la misma interfaz y establecerlas a modo

troncal mediante el standar dot1q:

vlan 10 Lab_CNT

#configure terminal





vlan 20 Lab_MINTEL

#configure terminal

102





vlan 30 Lab_APCI

#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal

103






#configure terminal





vlan 8 Lab_CNT

#configure terminal





vlan 2 Lab_MINTEL

#configure terminal





vlan 3 Lab_APCI

#configure terminal

104






#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal






#configure terminal

105





5.Configuracion del HSRP -Active en la subinterfaz de la:

vlan 10 Lab_CNT

#config terminal





vlan 20 Lab_MINTEL

#config terminal





vlan 30 Lab_APCI

#config terminal






106

#config terminal






#config terminal






#config terminal






#config terminal





vlan 8 Lab_CNT

107

#config terminal





vlan 2 Lab_MINTEL

#config terminal





vlan 3 Lab_APCI

#config terminal






#config terminal

(config-if)#int fa 0/1.4





108

#config terminal






#config terminal






#config terminal





6. Configuracion de eigrp, se agrega cada red de las vlans

config terminal

router ospf 1

network 10.100.10.0 0.0.0.63

network 10.100.20.0 0.0.0.63

network 10.100.30.0 0.0.0.63

network 10.100.40.0 0.0.0.31

109

network 10.100.50.0 0.0.0.15

network 10.100.60.0 0.0.0.15

network 10.100.70.0 0.0.0.63

network 10.200.10.0 0.0.0.63

network 10.200.20.0 0.0.0.63

network 10.200.30.0 0.0.0.63

network 10.200.40.0 0.0.0.31

network 10.200.50.0 0.0.0.15

network 10.200.60.0 0.0.0.15

network 10.200.70.0 0.0.0.63

network 190.63.183.220 0.0.0.3

network 190.63.183.228 0.0.0.3

network 190.63.183.216 0.0.0.3



ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.221

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.217

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 190.63.183.229

9.5 Configuracion del SWTICH-A-PRINCIPAL



(config)#hostname Switch-A-PRINCIPAL

(config)#enable password SWTICH-A


110

(config-line)#login

(config-line)#password SWTICH-A

(config-line)#exit


(config)#do wr

(config)#exit

2. Crear la Vlans de cada departamento en el sw:

#configure terminal

(config-if)#int vlan 10


(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal

111



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

3. Habilitar a modo troncal la interfaz fisica fastEthernet 2/0 y fastEthernet 3/0

#configure terminal

(config)#int gi 2/0

(config-if)#switchport mode trunk

(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

(config-if)# switchport trunk allowed vlan add 10,20,30,40,50,60,70

(config-if)#do wr

(config)#int gi 3/0



(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 10,20,30,40,50,60,70

(config-if)#do wr

4. Habilitar a modo acceso las interfaces fisicas:

112

#configure terminal

(config)#int gigaEthernet 0/0

(con fig-if)#switchport mode access

(config-if)#switchport access vlan 10

(config-if)#exit


(config-if)#switchport mode access


(config-if)#exit




(config-if)#exit




(config-if)#exit




(config-if)#exit



113


(config-if)#exit




(config-if)#exit

9.6 Configuracion del SWTICH-B-SECUNDARIO



(config)#hostname SWTICH-B-SECUNDARIO

(config)#enable password SWTICH-B


(config-line)#login

(config-line)#password SWTICH-AB

(config-line)#exit


(config)#do wr

(config)#exit

2. Crear la Vlans de cada departamento en el sw:

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal

114



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

#configure terminal



(config-if)#do wr

115

3. Habilitar a modo troncal la interfaz fisica fastEthernet 2/0 y fastEthernet 3/0

#configure terminal

(config)#int gi 2/0



(config-if)# switchport trunk allowed vlan add 10,20,30,40,50,60,70

(config-if)#do wr

(config)#int gi 3/0



(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 10,20,30,40,50,60,70

(config-if)#do wr

4. Habilitar a modo acceso las interfaces fisicas:

#configure terminal

(config)#int gigaEthernet 0/0



(config-if)#exit


(config-if)#switchport mode access


(config-if)#exit


116



(config-if)#exit




(config-if)#exit




(config-if)#exit




(config-if)#exit




(config-if)#exit

117

Anexo 10

10.1 Configuración de router inalámbrico de Inspectorado general

Estado del router inalámbrico para el departamento de Inspectorado General

Matutino, red 10.100.50.0

Configuración de seguridad inalámbrica del departamento de Inspectorado

General Matutino.

Filtrado de MAC del router inalámbrico para el departamento de Inspectorado

General Matutino.

118

Configuración del DHCP del router inalámbrico para el departamento de

Inspectorado General Matutino, red 10.100.50.0. Se agregan los DNS de cada

ISP, principal y secundario.

119

Configuración de acceso, para modificación del router inalámbrico perteneciente

al departamento de Inspectorado General Matutino.

Configuración básica de seguridad.

120

10.2 Configuración de router inalámbrico de Vice Rectorado Matutino

Vespertino e Inspectorado Vespertino

Estado del router inalámbrico para el departamento de Vice Rectorado Matutino

Vespertino e Inspectorado Vespertino, red 10.100.60.0

Configuración de seguridad inalámbrica del departamento de de Vice Rectorado

Matutino Vespertino e Inspectorado Vespertino.

121

Filtrado de MAC del router inalámbrico para el departamento de Vice Rectorado

Matutino Vespertino e Inspectorado Vespertino.

Configuración del DHCP del router inalámbrico. Se agregan los DNS de cada ISP,

principal y secundario.

122


al departamento de Vice Rectorado Matutino Vespertino e Inspectorado

Vespertino.

Configuración básica de seguridad.

123

10.3 Configuración de router inalámbrico de Sala de profesores.

Estado del router inalámbrico para el departamento de Sala de profesores, red

10.100.70.0

Configuración de seguridad inalámbrica para el departamento de Sala de

profesores

124

No se configura filtrado de MAC en este departamento..

Configuracion del DHCP del router inalámbrico, red 10.100.70.0. Se agregan los

DNS de cada ISP, principal y secundario.

125

Configuración básica de accesibilidad.


al departamento de