Informaciones recopiladas

METODOLOGIAS DE REDES

Top-Down Network Design

Es una metodología  que propone cuatro Fases, para el diseño de redes 

I. Fase1: Análisis de Negocios Objetivos y limitaciones 
II. Fase2: Diseño Lógico 
III. Fase3: Diseño Físico 
IV. Fase4: Pruebas, Optimización y Documentación de la red 

I.    Fase de Identificación de Necesidades y Objetivos de los Clientes 

En esta fase se identificará los objetivos y restricciones del negocio, y los objetivos y restricciones técnicos del cliente. 

1. Análisis de los Objetivos y Restricciones del Negocio 
2. Análisis de los Objetivos Técnicos y sus Restricciones 
3. Caracterización de la Red Existente 
4. Caracterización del tráfico de la red 

A. Analizar los objetivos del negocio 

• Conocer línea de negocio y el mercado del cliente 
• Estructura organizacional la empresa 
• Conocer sus proveedores 
• Filiales, Oficinas remotas 
• Determinar la autoridad responsable para la aceptación del Diseño de Red   propuesto 
• Realizar un cuestionario de preguntas a los clientes para conocer sus objetivos hacia su negocio. 
• Identificar los cambios que el proyecto generaría 

II. Fase de Diseño Lógico 

En esta fase se diseñará la topología de red, el modelo de direccionamiento y nombramiento, y se seleccionará los protocolos de bridging, switching y routing para los dispositivos de interconexión. El diseño lógico también incluye la seguridad y administración de la red. 

1. Diseño de la Topología de red 
2. Diseño de Modelo de Direccionamiento y Nombramiento 
3. Selección de Protocolos de Switching y Routing 
4. Desarrollo de estrategias de seguridad de la red 
5. Desarrollo de estrategias de Gestión de la red 


III. Fase de Diseño Físico 

Esta fase implica en seleccionar las tecnologías y dispositivos específicos que darán satisfacción a los requerimientos técnicos de acuerdo al diseño lógico propuesto (LAN / WAN) 

1. Selección de Tecnologías y dispositivos para la red del Campus 

• Diseño del Cableado Estructurado 
• Tecnologías LAN: ATM, Fast Ethernet, Giga Ethernet 
• VoIP 
• Siwtch 
• Router 
• Bridge 
• Inalambrico 
• Radio enlaces 
• Otros 

2. Selección de Tecnologías y dispositivos para la red Empresarial 
Tecnología de acceso remoto 
•Línea de Suscripción Digital (DSL) 
•Red Privada Virtual (VPN) 
•Línea Dedicada 
•Acceso Satelital 
•Otros 

IV. Fase de Prueba, Optimización y Documentación 

Cada sistema es diferente; la selección de métodos y herramientas de prueba correctos, requiere creatividad, ingeniosidad y un completo entendimiento del sistema a ser evaluado. 
Implementación de un Plan de Pruebas 

1. Prueba del Diseño de la red 

• Usar pruebas de los fabricantes 
• Construir un prototipo de pruebas 
• Herramientas de prueba de diseño de redes 
• Un escenario de prueba del Diseño de red 
• La prueba debe incluir análisis de performance y de fallas: 
– Prueba de aplicación de tiempo de respuesta 
– Prueba de Rendimiento 
– Prueba de la Disponibilidad 
– Prueba de Regresión 

2. Optimización del Diseño de la red 

•Optimización del uso del ancho de Banda con Tecnología IP Multicast 
•Reduciendo el Delay de la serialización. 
•Optimización de la performance de la red para QoS 
•Cisco Internetwork Operating System Features for 
Optimizing Network 

3. Documentación de la red 

•Respondiendo a la propuesta de los requerimientos del cliente 

•Los contenidos de los documentos del Diseño de la Red 

METODOLOGÍA DEL DESARROLLO CON CISCO

Cisco, el mayor fabricante de equipos de red, describe las múltiples fases por las una red atraviesa utilizando el llamado ciclo de vida de redes PDIOO (Planificación –Diseño –

Implementación –Operación –Optimización).

• Fase de planificación: los requerimientos detallados de red son identificados y la red existente es revisada.

• Fase de diseño: la red es diseñada de acuerdo a los requerimientos iniciales y datos adicionales recogidos durante el análisis de la red existente. El diseño es refinado con el cliente.

• Fase de implementación: la red es construida de acuerdo al diseño aprobado

• Fase de operación: la red es puesta en operación y es monitoreada. Esta fase es la prueba máxima del diseño.

• Fase de optimización: durante esta fase, los errores son detectados y corregidos, sea antes que los problemas surjan o, si no se encuentran problemas, después de que ocurra una falla. Si existen demasiados problemas, puede ser necesario rediseñar la red.

FASE I: Se presenta una descripción de las problemáticas bien detalladas y la propuesta del grupo de proyecto sobre como pueden trabajar contra la problemática por la que va pasando la empresa.

FASE II:

·                                 Se comienzan a recopilar todos los requerimientos de la empresa.

·                                 Se hace el subneteo.

·                                 Se asignan los Ip’s para las computadoras de la empresa.

                  FASE III:

·         Se hace el diseño físico de la red

·         Configuración de las VLAN’S y asignación de puertos a las VLAN’S.

·         Configuración de los servidores.

·         Modelo de red: Basado en servidor.

·         Configuración de los clientes de la red.

·         Distribución del cableado.

FASE IV:

·         Diseño físico y lógico de la red. Representado en el simulador Packet Trace.

·         Diseño de la red LAN y VLAN.

METODOLOGÍA DESARROLLADA POR EL INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA E INFORMÁTICA  INEI

Para llevar adelante los Proyectos, el INEI ha adoptado un Marco Metodológico Único,  esto nos permitirá el desarrollo  del Diseño de una Red  Informática.

El Marco Metodológico para un Proyecto constará de cuatro etapas siendo estas las siguientes:

ETAPAS

• Organización.
• Análisis.
• Desarrollo.
• Implementación.

A.- ETAPA DE ORGANIZACIÓN

La Etapa de Organización es la primera Etapa del Marco Metodológico, en ésta se llevará adelante las siguientes actividades:

1)    Modelamiento del Requerimiento

Se sugiere la creación de una RED LAN.

Redes de área Local (LAN): El término LAN (Local Área Network) alude a una red, a veces llamada subred instalada en una misma sala, oficina o edificio. Los nodos o puntos finales de una LAN se conectan a una topología de red compartida utilizando un protocolo determinado. Con la autorización adecuada, se puede acceder a los dispositivos de la LAN, esto es, estaciones de trabajo, impresoras, etc. desde cualquier otro dispositivo de la misma. Las aplicaciones software desarrolladas para las LAN (mensajería electrónica, procesamiento de texto, hojas electrónicas, etc.) también permiten ser compartidas por los usuarios.

Redes de área Ancha (WAN): Una red de área ancha o WAN (Wide Área Network) es una colección de LAN interconectadas. Las WAN pueden extenderse a ciudades, estados, países o continentes. Las redes que comprenden una WAN utilizan enrutadores (routers) para dirigir sus paquetes al destino apropiado. Los enrutadores son dispositivos hardware que enlazan diferentes redes para proporcionar el camino más eficiente para la transmisión de datos. Estos enrutadores están conectados por líneas de datos de alta velocidad, generalmente, líneas telefónicas de larga distancia, de manera que los datos se envían junto a las transmisiones telefónicas regulares.

Se propone las Redes LAN/WAN ya que para la LAN abarca un Radio local y se sugiere la WAN ya las sucursales de las otras ciudades.

B.- ETAPA DE ANALISIS

En esta etapa se analizara los recursos de la red y su estructura; Descripción de las estrategias para la integrar todas las áreas a la red.

También se debe considerar la topología que se empleará.

• Son más seguras, pero más costosa porque necesita remos un Switch para cada área.
• Cada computadora estará  conectada a un  switch  ubicada centralmente.
• Recomendable cuando se tiene más de 5 estaciones de trabajo.
• Debido a la fundamental del nodo central es importante que se encuentre duplicado, en caso de fallas. Pero cuando falla el nodo central, falla toda la red.

Criterio de selección

• Sencillas de instalar
• Permite incrementar o disminuir estaciones con sencillez y que  las modificaciones  son sencillez.
• Protección contra roturas de cables.  Si se corta un cable para una estaciona de trabajo solo cae el segmento mas no la red entera.
• Nos permite  cursar grandes flujos de tráfico por congestionarse  el nodo central.

C.-  ETAPA DE DESARROLLO

            En esta etapa se tiene en cuenta los siguientes pasos.

• Diseño
• Diseño lógico

D.- ETAPA DE IMPLEMENTACION

            Comprende toda la instalación en la empresa.

• Cableado

CONCLUSIONES

1. La implementación del rediseño de red planteado, permitirá estar a la vanguardia tecnológica, optimizando recursos y costos. vendría a solucionar, en gran medida, muchos de los problemas de las empresas en la actualidad presenta en lo que al manejo de la información respecta, permitiéndole a quienes allí laboran poder acceder a ésta de manera más rápida, eficiente y confiable.
2. La implementación de una red LAN con categoría 6, permitirá estar a la vanguardia tecnológica, optimizando recursos y costos.

• Elegimos esta marca porque tiene una muy buena integración con todos los sistemas de instalación. Además nos brinda mejor soporte.
• La solución de cableado estructurado es capaz de soportar tanto la red de datos, como los servicios de telefonía IP, al igual que cámaras de vigilancia presentes en el edificio y los servicios de videoconferencia, y asegura disponibilidad, escalabilidad y seguridad para la red”.

3. Una red inalámbrica permitirá reducir tiempo y problemas en la correcta actualización de la información y el cambio automático de uno a otro, para que sea más fácil el acceso inalámbrico al desplazarse entre distintos puntos de acceso.
4. Se realizo la factibilidad económica: costo de materiales, costo de accesorios, costo de herramientas, costo de implantación, costo de mantenimiento y Costo de Hardware

RECOMENDACIONES

1. Verificar la calidad de los materiales empleados para la instalación de la red.
2. Optar por una marca de equipos y medios de transmisión reconocida a escala mundial que aseguren el éxito del diseño.
3. Una vez implementada la interconexión, realizar el mantenimiento preventivo una vez al año para que la antena esté alineada correctamente y no cause problemas en la transmisión.
4. No exceder la distancia de los cables recomendada por el fabricante.
5. Para el manejo de los distintos equipos de comunicación es necesario la capacitación y adiestramiento al personal que va ha estar a cargo de estos.
6. Sustituir las máquinas obsoletas que se encuentran en el edificio por otras que se adapten a los requerimientos propios de la red propuesta.
7. La capacitación al personal debe realizarse en forma constante para que el manejo de la red sea de forma eficiente.
8. A los usuarios de esta red, tener las precauciones necesarias para evitar fuga de información hacia externos.
9. Tenerse informado acerca de los avances de la tecnología en lo que respecta a componentes de red, puesto que sería novedoso estar a la vanguardia, y optar por tener un mayor prestigio.
10. Tener un software de monitoreo de red, para ubicar posibles fallas en los determinados host, o puntos.
11. Dar mantenimiento a la Red cada cierto tiempo.

METODOLOGIA ELABORADA POR JAMES McCABE

FASE I. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL.

Para llevar a cabo esta fase se realizó un reconocimiento de cada uno de los campos involucrados, permitiendo observar  cuales  eran  las  deficiencias  y  los  problemas  que  presentaba  la  plataforma  de  comunicación proporcionada por la compañía de telecomunicaciones, se observó que:

El   enlace entre los campos Uracoa y Tucupita en los últimos tiempos ha presentado deficiencias debido al crecimiento que ha presentado la empresa en su línea de producción con la activación de nuevos pozos, lo cual genera la incorporación de nuevos operadores que necesitan hacer uso del enlace para transmitir información con respecto al monitoreo de los mismos, lo que se traduce en un mayor uso del enlace y mayor demanda en los servicios de correo y Voz sobre Ip.

Por consiguiente el ancho de banda que posee el enlace en estos momentos no es suficiente para prestar un servicio confiable y optar por un aumento del mismo se traduciría en mayores gastos para la empresa, lo cual resulta contraproducente debido a que se quiere obtener un servicio de punta al menor costo. Asimismo como el ancho de bando ya no es suficiente para cubrir las necesidades de comunicación, suele producirse el fenómeno denominado cuello de botella, provocando disminución en el rendimiento del sistema e impactando de manera negativa en las operaciones.

Aunado a esto, el enlace de comunicación mencionado anteriormente presenta congestión en la mayoría de las ocasiones, tanto por ser el único medio existente, como también por el gran uso que le dan los usuarios. Esta situación se agrava más al momento de transferir los  registros obtenidos de los cierres de producción los cuales son realizados normalmente al mediodía, haciendo que se  produzcan tiempos de respuesta demasiado largos lo cual se convierte en pérdidas de dinero. Además éste enlace posee fluctuaciones, lo que hace que retrase mucho más la entrega de algunos paquetes, lo cual provoca retardo en la transferencia de la información y presenta poca confiabilidad debido a las constantes interrupciones que sufre.

Así mismo mediante entrevistas no estructuradas realizadas al personal encargado de laborar en el departamento de Automatización, Información y Tecnologías (AIT), se conocieron cuáles eran otras de las desventajas que presenta el sistema de comunicación que poseen actualmente, donde las principales estaban referidas a que cada vez que el enlace presenta algún problema no pueden realizar pruebas sin antes solicitar el apoyo a la empresa de telecomunicaciones  encargada  del  servicio,  además  en  los  últimos  tiempos  notificaron  que  el  mismo  ha disminuido su calidad debido a las deficiencias que se han venido observando.

Una vez conocido que las principales deficiencias tenían que ver con   el ancho de banda limitado, falta de escalabilidad en la red, falta de soporte en sitio, seguridad, calidad de servicio y altos costos generados por el pago mensual del alquiler del servicio, se procedió a continuar con la siguiente fase.

FASE II. DETERMINACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS

Para dar comienzo a esta fase se estudiaron tres tipos de interconexión de redes: fibra óptica, radio enlaces e interconexión satelital; se realizó un estudio minucioso para observar cual se ajustaba más a los requerimientos exigidos por la empresa. Para lo cual se analizaron las diversas tecnologías en el mercado de las telecomunicaciones de acuerdo a las variables de costos, tiempos de instalación, escalabilidad, ventajas y desventajas operacionales de cada una de ellas, enfocándose en los estándares tecnológicos aplicados por la empresa. Por otra parte la empresa definió que los requerimientos más importantes para determinar la nueva tecnología debían ser: bajo costo,  rápida instalación y de fácil mantenimiento.

Mediante una comparación basada en las ventajas y desventajas de cada un de los medios de conexión ajustado a los requerimientos, se llegó a descartar la conexión a través de fibra óptica que, a pesar de poseer las mejores

características técnicas estudiadas, requiere de una  gran inversión monetaria para su implementación, por lo que esta opción no es económicamente factible, además el tiempo de implementación es demasiado largo  debido a la topología del terreno y la distancia entre ambos campos que corresponde a 21 km aproximadamente.

Así mismo la conexión a través de un enlace contratado continuaría generando altos costos que se por mantener el servicio, el personal de la empresa no sería el encargado del soporte técnico, ya que dependería de terceros en el momento de alguna falla, por lo que se continuaría con la misma estructura actual.

Por lo tanto considerando las ventajas y desventajas de cada una de las tecnologías nombradas anteriormente y ajustándolos a los requerimientos más relevantes para la empresa, se escogió para la propuesta un radio enlace ya que ofrece un tiempo de instalación relativamente corto a un costo muy bajo y con una buena velocidad de transmisión, además de dar autonomía en la administración y mantenimiento del mismo al personal de la empresa. Se decidió que para llevar a cabo el diseño del nuevo radio enlace se haría uso de la tecnología WIMAX ya que presentaba las mejores ventajas técnicas y económicas exigidas por la empresa

FASE III. ANÁLISIS DE LAS NECESIDADES DEL SISTEMA

Para realizar el diseño de una red inalámbrica resulta indispensable llevar a cabo una serie de estudios de la ubicación de los equipos, ancho de banda, la frecuencia para el nuevo enlace y la potencia que deben poseer los equipos que se usaran. Se inició realizando un estudio del sitio (site survey) donde se instalarían los equipos  en el campo Bombal y en el campo Tucupita, arrojando que existían muchas facilidades para la disposición de los equipos que permitirán la interconexión.

Así mismo mediante el monitoreo de la red a través del software PRGT, el cual es una potente herramienta de monitorización que asegura la disponibilidad de componentes de red y mide el tráfico y el uso de la red, haciendo uso de los protocolos SNMP (Simple Network Management Protocol)   y WMI (Windows Management Instrumentation) los cuales permiten adquirir datos acerca del uso y el rendimiento de todos los sistemas que componen dicha red. En la figura 1 se observa el resultado del monitoreo donde la demanda máxima del enlace era de 977 kbps.

Figura1. Monitoreo del enlace campo Uracoa – Campo Tucupita.

Para realizar una proyección para la nueva red se tomó como valor de transferencia 977 Kbps, que es el tráfico que se maneja en los días con mayor movimiento, además se  duplicó esta cifra para poder dar una mayor holgura a la nueva red dando como valor total 1954 Kbps, a partir de este valor e incrementado un 15 % (porcentaje seleccionado a partir de la revisión de material bibliográfico) al crecimiento de la red anualmente,  se podrá tener un estimado del tráfico que debería manejarse. En el tabla 2 se muestra el incremento de la red para una proyección de 5 años.

Tabla 2. Proyección del aumento de ancho de banda para el enlace Tucupita - Bombal.

AÑOS	2011	2012	2013	2014	2015
CONSUMO (Kbps)	1954	2247	2540	2833	3126

Se estableció que la frecuencia de trabajo para el nuevo enlace seria en la banda 5.8GHz, ya que es una frecuencia gratuita y es la que se encuentra menos congestionada. También se llevó a cabo la realización de un estudio del perfil topográfico que permitió corroborar la línea de vista entre ambos campos lo cual es indispensable para llevar a cabo el diseño radio enlace se muestra en la figura 2.

Figura 2. Línea de vista entre campo Bombal y Campo Tucupita.

Otro punto importante será el clima, se realizó un estudio de la temperatura en el estado Monagas ya que en este se encuentra ubicado el campo Bombal y en el estado delta Amacuro donde radica el campo Tucupita, con la finalidad de identificar los  equipos que  mejor se adapten  a este  medio  ambiente. Para    esto se analizó  la temperatura promedio, viento, precipitación anual y la humedad relativa. Para obtener los valores se utilizó información proveniente de la página  www.ine.gov.ve la cual contribuyo a recabar los datos necesarios

Por último para conocer cuáles deberían ser los requerimientos mínimos de los equipos para la interconexión se usó la fórmula de margen de receptividad arrojando que debían poseer una potencia de transmisión de 25 dBm, una sensibilidad de recepción de 80 dBm y una antena con una ganancia de 27dBi para obtener un óptimo margen de receptividad de ambos lados del enlace.

FASE IV. CONSTRUCCIÓN

Para llevar a cabo esta parte del diseño se realizó la simulación del enlace a través de un software conocido como Radio Mobile, el cual es un programa de simulación de radio propagación gratuito desarrollado por Roger Coudé para predecir el comportamiento de sistemas de radio, simular radioenlaces y representar el área de cobertura de una red de radiocomunicaciones, entre otras funciones. El diseño y simulación del radioenlace se realizó para comprobar  la  factibilidad  y  llevar  a  cabo  cálculos  más  específicos,    además  de  visualizar  una  serie  de características adicionales.

Radio Mobile utiliza datos de elevación del terreno que se descargan gratuitamente de Internet para crear mapas virtuales del área de interés, vistas estereoscópicas, vistas en 3-D y animaciones de vuelo. Los datos de elevación se pueden obtener de diversas fuentes, entre ellas del proyecto de la NASA ShuttleTerrain Radar Mapping Misión (SRTM) que provee datos de altitud con una precisión de 3 segundos de arco (100m).

Se configuraron cada uno de los datos necesarios para llevar a cabo la simulación, como fueron datos geográficos, frecuencia de trabajo, ganancia de la antena, potencia,  valores de refractividad de la superficie, conductividad del suelo y permitividad   relativa al suelo y la pérdida adicional.   Luego de haber realizado las configuraciones descritas, el software muestra los resultados del cálculo de radioenlace de manera detallada. A continuación en la figura 3 se muestra la simulación del enlace entre el campo Bombal y campo Tucupita,  observando que existe una line verde que permite la unión de ambos campos lo cual indica que el enlace es factible. Se debe tener en cuenta que el color verde en la línea, indica que la señal posee un margen de recepción amplio, lo que garantiza factibilidad.

Figura3. Resultado de la simulación entre campo Bombal y Campo Tucupita.

En la figura 4 se presenta la vista de distribución, que es una de las opciones que contiene la aplicación, en la cual aparece la curva de distribución estadística, dando como resultado un margen promedio de recepción de la señal de 21,47 dBm, por cuanto se considera un margen de receptividad confiable para que los nodos puedan establecer comunicación de forma óptima.

Figura 4. Margen de receptividad arrojado por el simulador.

Para finalizar esta fase se llevó a cabo un análisis de Costo / Beneficio, el cual tiene como objetivo fundamental proporcionar una medida de la rentabilidad del proyecto, mediante la comparación de los costos previstos con los

beneficios  esperados  en  la  realización  del  mismo.  Se  obtuvo  como  resultado  que  el  proyecto  es  factible económicamente aumentado los beneficios técnicos ofrecidos por el diseño del nuevo enlace.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

a)  Al fusionar las metodologías de Kendall y Kendall, el ciclo de vida de red de Cisco y la metodología de James McCabe se obtuvo una metodología mixta para extraer de cada una de ellas las actividades que mejor se adaptaban al desarrollo de la investigación, lo cual permitió alcanzar los objetivos planteados.

b) Se realizó un reconocimiento de los campos involucrados en el diseño de la propuesta y se detectaron las deficiencias y problemas que presenta el actual enlace de comunicación, además de observar que no cumple con los requerimientos necesarios que exige la empresa.

c)  Mediante un estudio de las diferentes tecnologías existente, se determinó que la que más se ajustaba   a la propuesta es un radio enlace usando tecnología Wimax, porque cumplía con los requerimientos técnicos y económicos exigidos por la empresa.

d) Por medio del estudio geográfico realizado para la conexión de los campos involucrados, se pudo verificar que existía línea de vista entre los mismo, permitiendo realizar un enlace punto a punto Wimax.

e)  Se determinó que la nueva plataforma de comunicación debería de trabajar en una frecuencia de 5.8 GHz y a una velocidad de transferencia de 54 Mbps para garantizar un óptimo funcionamiento del enlace.

f)  Mediante el software de simulación radio Mobile, se pudo corroborar la factibilidad y funcionabilidad   del enlace entre los campos Tucupita y Bombal.

g) A través del estudio económico se revelo el ahorro que tendría la empresa de implantar la propuesta, además de los beneficios tangibles e intangibles que esta traería consigo.

Dentro de las recomendaciones se plantearon:

a)  Al momento de implantar el proyecto se recomienda poseer un plan de mantenimiento preventivo y correctivo para garantizar un óptimo funcionamiento de los equipos utilizados en el diseño y así minimizar la falla de los mismos.

b) Realizar un estudio que les permita validar el espacio del espectro radioeléctrico disponible en ese momento para la banda de frecuencia 5.8 GHz, a fin de escoger el canal de comunicación para el enlace.

c)  Se recomienda que el personal de AIT se encargue de crear las normas de seguridad para la administración de la red inalámbrica, así también emplear métodos de encriptación para el resguardo de la información que viaje a través del enlace.

d) Tener presente que cuando los equipos de comunicación cumplan con el tiempo de vida útil, deben ser reemplazados para garantizar la continuidad y funcionamiento de las operaciones.

e)  Es importante que al momento de llevar a cabo la implantación del proyecto, se cuente con el personal capacitado en el área y el cual posea los conocimientos técnicos y la experiencia necesaria en el área.