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CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL DE ESTUDIOS DEL INSTITUTO
HIDALGUENSE DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Y SUPERIOR, SEGÚN
ACUERDO No. IHEMSYS 00714318 DE FECHA 16 DE MAYO DE 2008.
OPTIMIZACIÓN DE LA RED DEL EDIFICIO E DE ITESA, HACIENDO
USO DE VIRTUALIZACIÓN DE REDES DE ÁREA LOCAL (VLANS)
PROYECTO APLICATIVO DE ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS. PARA OBTENER EL
GRADO DE:
MAESTRÍA EN TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN
PRESENTA:
ING. JOSÉ MARTIN CRUZ DOMÍNGUEZ
ASESORA:
M. EN C. MORAMAY RAMÍREZ HERNÁNDEZ
PACHUCA DE SOTO, HIDALGO, AGOSTO DE 2015
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RESUMEN
En busca de garantizar un canal adecuado de comunicación se desarrolla este proyecto aplicativo enfocado en la optimización de la red de computadoras del edificio E, de ITESA, para resolver este problema de red se utilizan técnicas de virtualización implementadas sobre la red LAN, en este sentido se organizó el trabajo en cinco capítulos que permitieron resolver el problema como se describen a continuación.
En el capítulo 1, se pudieron conocer aspectos generales del proyecto, antecedentes y contexto del lugar donde se implementaría, se hizo el planteamiento del problema estableciendo los objetivos y la metodología que marcaría la pauta para desarrollar cada una de las etapas del proyecto.
En el capítulo 2 hace referencia a la teoría que sustenta el proyecto hablando de tópicos generales, de igual forma se hizo una investigación para visualizar el estado del arte del proyecto, así como para conocer cómo se ha implementado en proyectos similares sobre redes de área local virtual y su impacto tecnológico.
A partir del capítulo 3 se aplican las primeras tres etapas de la metodología CISCO PPDIIO que son: Preparación, Planificación y Diseño, en este capítulo se hace un análisis de la infraestructura de la red actual para ver la factibilidad para implementar el proyecto, de igual forma se determinaron los requerimientos, se hace un plan te trabajo y se empieza a construir el diseño que dé respuesta a las necesidades del problema.
En el Capítulo 4 se desarrolla la implementación del proyecto, las configuraciones de las redes LAN virtuales, para su implementación se usa Cisco Packet Tracer 6.2 para simular como funcionaria la red completa y para la parte física se hace uso del emulador PUTTY para configurar interfaces de los switches.
El capítulo 5 presenta los resultados del proyecto enfocándose en la operatividad y optimización de la red.
Gracias a la implementación de este proyecto se podrán resolver problemas y optimizar la red del edificio E de ITESA.
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2.2.1. Aplicaciones de MPLS, Transición de IPv4 a IPv6 y mejores prácticas de Seguridad para el ISP Telconet .............................................................................. 19 2.2.2. Experiencias con Redes Privadas Virtuales de Nivel 2 sobre una infraestructura óptica metropolitana de IP sobre DWDM ................................................................ 20 2.2.3. Implantación de calidad de servicio (QoS) en redes locales virtuales (VLAN) mediante las normas 802.1D y 802.1Q en la Universidad Técnica de Cotopaxi ..... 21 2.2.4. Implementación de una VPN con seguridad de la red inalámbrica y red externa para la empresa exportadora de flores GP FLOWERS ubicada en el cantón Latacunga ............................................................................................................... 21 2.2.5. Implementación eficaz de VLAN y ACL en red de área local ........................ 22 2.2.6. Rediseño de la intranet para la empresa soluciones tecnológicas solteflex s.a. (inveligent) e implementación de un prototipo utilizando clearos ............................ 22 2.2.7. Diseño de VLAN para la red LAN de la empresa ISS ................................... 23 2.2.8. Diseño e implementación de un sistema de cableado estructurado con cable utp categoría 6 y configuración de una red local virtual (VLAN) para la fábrica de la compañía protecompu en la ciudad de quito .......................................................... 23 2.2.9. Definición de un modelo de seguridad para la red de investigación de tecnología avanzada de la universidad distrital “Francisco José de Caldas” Rita-UD ............................................................................................................................... 24 2.2.10. Análisis y diseño de una solución de seguridad para el control de accesos enfocados en la IBNS sobre la infraestructura tecnológica de una empresa financiera y de servicios .......................................................................................................... 25 2.2.11. Cloud Computing Una Perspectiva Para Colombia ..................................... 25
- Conclusiones ................................................................................................... 26
CAPÍTULO 3 PREPARACIÓN, PLANIFICACIÓN Y DISEÑO ...................................... 27
3.1. Preparación ........................................................................................................ 27 3.2. Planificación........................................................................................................ 30
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Capítulo 1 Generalidades
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES
1.1. Introducción
Entre todos los elementos esenciales para la existencia humana, la necesidad de interactuar está justo después de la necesidad de sustentar la vida, la comunicación es casi tan importante como el aire, el agua, los alimentos y el lugar para vivir.
Los métodos utilizados para comunicarse están en constante cambio y evolución. Si bien en el pasado se limitaban a interactuar cara a cara, los avances en tecnología extendieron significativamente el alcance de las comunicaciones, desde las pinturas rupestres hasta la imprenta, la radio y la televisión, cada nuevo descubrimiento mejoró la capacidad de comunicación.
Hoy en día la comunicación en las organizaciones es un factor primordial para el logro de objetivos, actualmente un 95% de las empresas tiene la necesidad de contar con una red de computadoras para agilizar él envió de información y reducir costos, ante esta situación es necesario contar con herramientas que permitan optimizar el uso de la red y evitar perdida de información.
Es importante mencionar la calidad de los servicios que una escuela de educación superior debe ofrecer, ya que son factores que impactan en la proyección de institución con el exterior, por esta razón es importante lograr una comunicación afectiva que beneficie a los estudiantes, personal directivo, administrativo y docente.
Con la implementación de las redes LAN virtuales se podrá aislar de forma lógica un conjunto de nodos conectados de forma física a un mismo dispositivo de red, ofreciendo independencia por grupos como si se tratara de redes aisladas garantizando la comunicación y envío de los dados en la red únicamente por el tipo de usuario que se conecte a la red, de esta forma se podrá proporcionar privacidad entre departamentos garantizando la confidencialidad de la información.
La implementación de las VLAN podrá optimizar el tráfico de la red del edificio E en una primera etapa, beneficiando a los usuarios de la red separados por grupos, gracias a este proyecto se tendrá una mejor administración de la red.
Capítulo 1 Generalidades
1.1.1. Antecedentes
El Instituto Tecnológico Superior del Oriente del Estado de Hidalgo (ITESA) es una institución pública descentralizada de educación superior localizada en la región Sur- Oriente del Estado de Hidalgo, México.
Historia
Inicia sus operaciones del 6 de septiembre del año 2000, con solo las carreras de Ingeniería en Sistemas Computacionales e Ingeniería Electromecánica. La cantidad de alumnos con la que inicia fue de 133 (101 en Ingeniería en Sistemas Computacionales y 32 en Ingeniería Electromecánica. Para el año siguiente se abrieron las carreras: Ingeniería Civil e Ingeniería en Industrias Alimentarias y en 2007 anexaron las carreras de Ingeniería Mecatrónica y Licenciatura en Administración y en 2010 se agrega la carrera de Ingeniería en Gestión Empresarial. En el 2011 apertura la carrera de Ingeniería en Logística, actualmente cuenta con una matrícula de 2,209 alumnos.
A la fecha ITESA cuenta con:
Dos unidades académicas departamentales. Dos unidades multifuncionales de laboratorios y talleres. Una cafetería (Capacidad de 100 personas). Un total de 29 aulas. Una Biblioteca (Total de 1704 títulos y 4582 volúmenes). Un Auditorio. Dos Laboratorios de Ciencias Básicas. Centro de cómputo de 2 niveles (Capacidad de 250 equipos). Laboratorio de Idiomas. Laboratorio de Electromecánica. Talleres de Industrias Alimentarias. Talleres de Civil. Talleres de Mecatrónica. Un laboratorio de redes.
Capítulo 1 Generalidades
tráfico de la red se utilizan varios segmentos, sin embargo esto incrementa los dominios de colisión provocando que la red se vuelva lenta.
De acuerdo a lo anterior en una primera etapa se empezará por hacer las configuraciones necesarias en el edificio E para implementar las VLANS, que es donde se encuentra la mayor cantidad de nodos de la red LAN.
1.2. Planteamiento del problema
Actualmente la red LAN de ITESA es administrada desde el Edificio E, donde se encuentra el SITE , dentro de esta red se conectan cinco edificios usando un direccionamiento IP de clase B privada por el número de usuarios que tiene, debido al número de equipos existe problemas de comunicación en red como son:
Pérdida de información. Velocidad de internet lenta. En algunas ocasiones falla el acceso a la intranet institucional. No existe documentación de la red. Usuarios con conocimientos básicos de redes se infiltran en la red violando la seguridad y teniendo acceso a documentos, dispositivos y recursos compartidos en red. La administración de la red se vuelve una tarea tediosa por el número de usuarios que existen. Es difícil diagnosticar fallas en la red.
Ante esta problemática es necesario implementar estrategias que permitan agilizar el tráfico de la red y mejorar la seguridad, por lo cual se implementarán redes LAN virtuales por tipos de usuario o en su defecto áreas funcionales.
Para el desarrollo de este proyecto en la primera etapa se empezará por implementar VLANS el edificio E donde se tiene: el SITE o cuarto de telecomunicaciones principal, siete laboratorios para estudiantes, tres áreas administrativas, un área para servicios de impresión, tres áreas para cubículos de docentes y un área de desarrollo, en promedio 250 nodos conectados en red.
Capítulo 1 Generalidades
Para solucionar el problema será necesario crear las siguientes VLANS :
Administración Laboratorios Desarrollo Docentes Redes
De esta forma se podrán tener aisladas cada una de las áreas como si se tratará de redes independientes optimizando en funcionamiento de la red dentro del edificio E.
1.3. Justificación
La comunicación en una red de computadoras es de suma importancia para lograr objetivos institucionales, con el desarrollo de este proyecto se podrán subsanar los errores que se han presentado en la red LAN.
Al implementar las VLANS se podrá aislar las redes como si se tratara de redes independientes, físicamente estarán conectadas a la misma LAN, pero lógicamente se encontrarán separadas para reducir los dominios de broadcast y en consecuencia mejorar el desempeño de la red.
De igual forma gracias a la implementación de este proyecto se lograra optimizar el ancho de banda ya que se crean dominios de broadcast más pequeños.
Con un direccionamiento adecuado IPV4 con VLSM (mascaras de longitud variable, se limitará el rango de direcciones por VLAN creada, cabe mencionar que con esta técnica se limita el número de host por subred, lo cual garantiza el enrutamiento y mejorar el tráfico de la red.
Con el desarrollo de este proyecto y al tener implementadas redes virtuales locales se podrá tener una mejor administración de la red, adecuándose a las políticas institucionales gestionando el tráfico de la red.
Capítulo 1 Generalidades
plan para desarrollar el proyecto con actividades y responsables, con este plan se le da seguimiento al proyecto. Diseño: La red es diseñada de acuerdo a los requerimientos de la empresa, en esta etapa se puede establecer el tipo de direccionamiento a implementar, seleccionar la topología adecuada, diagramas de red y lista de equipos. Implementación: La red es construida de acuerdo al diseño establecido, se configuran las VLAN y servidores. Operación: La red es puesta en marcha y es monitoreada, se detectan y se corrigen errores, esta etapa es la prueba máxima de diseño. Optimización: Los errores son detectados y corregidos antes de que sucedan problemas en la red, en caso de que existan demasiados problemas será necesario rediseñar la red (Sifra, 2015).
Cabe mencionar que este tipo de metodología solo aplica en redes existentes que tienen necesidades de mejora continua.
1.6. Programa de trabajo
Para desarrollar el proyecto aplicativo se definieron las actividades con base en la
Figura 1.2 Metodología de desarrollo CISCO
Figura 1.3 Plan de trabajo
Capítulo 1 Generalidades
1.7. Conclusiones del capítulo
Con el desarrollo de este capítulo se pudo obtener un panorama general del proyecto, la definición de objetivos es de suma importancia para la implementación, observar las deficiencias que actualmente tiene la red permitió definir objetivos que permitirán subsanar las debilidades y en consecuencia la optimización de la misma, de igual forma se definió la metodología de desarrollo que regulará cada una de las etapas del proyecto, apegándose a éstas, se pudo programar un calendario de actividades que permitirá establecer estrategias para desarrollar el proyecto que beneficiará a los usuarios del edificio E de ITESA.
CAPÍTULO 2 ANÁLISIS DE FUNDAMENTOS
2.1.2. Topologías de red
La topología de red se define como el mapa físico o lógico de una red para intercambiar datos, en otras palabras, es la forma en que está diseñada la red, podemos decir que la topología física identifica donde se encuentran los dispositivos intermediarios, los puertos configurados y la instalación de los cables, mientras que la topología lógica identifica los dispositivos, puertos y el esquema de direccionamiento IP (ver figura 2.2) (CISCO, 2015).
Figura 2.2 Topologías de red
2.1.2.1. Tipos de topologías de red
Según la distribución de la red puede existir diversos tipos de topologías, las más comunes pueden observarse en la figura 2.3.
Figura 2.3 Tipos de topologías de red
Capítulo 2 Análisis de fundamentos
2.1.3. Clasificación de redes
Las infraestructuras de red pueden variar en gran medida de acuerdo a los siguientes aspectos:
El tamaño del área que abarcan. La cantidad de usuarios conectados. La cantidad y los tipos de servicios disponibles.
La figura 2.4 muestra la clasificación de redes más común por área geográfica o extensión, únicamente se consideran en LAN y WAN, debido a que las redes MAN pueden ser contempladas dentro de una WAN.
Figura 2.4 Redes LAN y WAN
Para Andrew S. Tanenbaum una red LAN, son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio o campus de hasta unos cuantos kilómetros de extensión, se usan principalmente para conectar computadoras o estaciones de trabajo en oficinas de compañías o fabricas con el objeto de compartir recursos o intercambiar información entre dos computadoras, se distinguen de otras redes por su tamaño, su tecnología de transmisión y su topología de red (Tanenbaum, 1997).
En otras palabras una red LAN es un conjunto de computadoras que pertenece a una misma organización dentro de un mismo campus y generalmente están conectadas con la misma tecnología la más utilizada Ethernet (ver Figura 2.5).
