Administración e implementación de Redes Telemáticas

Ciclo de vida de las redes telemáticas

• Las redes informáticas están sometidas a un continuo reto por mantenerse vivas. El concepto de vida se refiere al tiempo durante el cual la red es útil. Se habla de ciclo de vida porque se trata de un proceso continuo, en el que se empieza con el diseño de una determinada red y se vuelve al principio al cabo de un tiempo, durante el cual se ha estado probando constantemente el rendimiento. Al cabo de ese tiempo puede que se tenga que diseñar una nueva red ante el avance de las nuevas tecnologías, o bien baste con realizar pequeños cambios para adaptar la red a los nuevos desafíos.

Ciclo de vida de red modelo PDIOO

• La Ley de Moore, según la cual cada dos años se duplica la capacidad de los microprocesadores que se utilizan habitualmente, implicando un aumento en el desempeño de todo lo relacionado con la tecnología informática. Ello tiene una relación directa sobre las expectativas que tienen los usuarios hacia las redes que emplean, y esto incidirá decisivamente sobre la vida útil de las mismas.
• El modelo PPDIOO puede considerarse como una mezcla de diversos modelos, incorporando lo más positivo de ellos.
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• Legenda: Gordon E. Moore fue cofundador de Intel junto con Robert Noyce,

PPDIOO

• Las siglas del modelo PPDIOO obedecen a las diferentes etapas en que puede dividirse el ciclo de vida de una red:
• Planificar: identificar lo que la red necesita.
• Diseñar: elección de la solución óptima.
• Implementar: crear la red.
• Operar: probar y poner en funcionamiento.
• Optimizar: mejorar la red y arreglar problemas.
• Retirar: en caso necesario, cambiar algún elemento o dar por finalizado el ciclo de vida.
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• Legenda: A los ciclos de vida se les suele denominar SDLC (Systems Development Life Cycles), no debe confundirse con el protocolo que usa las mismas siglas.

Descripción de tareas y objetivos

• Planificar: identificación de todos los requerimientos de la red.
• Conexiones simultáneas de usuarios y/o máquinas, la velocidad que se requiera para esas conexiones.
• Aplicaciones que se van a utilizar en red, aplicaciones que hacen uso de la red
• Escalabilidad, necesidades actuales pueden ser superadas en un futuro no muy lejano.
• Adaptabilidad, flexibilidad del material (software y hardware) al principio puede ayudar a que la red responda eficazmente a cambios de diseño en el futuro.
• Medio físico. Puede ser medio cableado, como inalámbrico. Decisiones críticas para sopesar gastos de instalación, mantenimiento, seguridad y versatilidad.
• Servicios de red y tipo de tráfico a utilizar (voz, datos, videoconferencias, protocolos diversos, etcétera).
• Disponibilidad y redundancia, enlaces redundantes si se desea una interconexión permanente y tolerante a fallos, equipamiento de respaldo y de alarma.
• Coste de los recursos y duración de los mismos
• Legislación vigente y política de la empresa.
• Requisitos de seguridad, direccionamiento, conexiones con el exterior, etc.

Ejecutar planeamiento lógico y físico de red

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• Legenda: El plano de la distribución lógica irá acompañado de esquemas con el direccionamiento IP, distribución de las VLAN, elementos de seguridad, especificaciones técnicas, etc
• Legenda: Dependiendo del tamaño de la empresa se puede utilizar un plano general del área y posteriormente otros planos más detallados.

Implementar

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• Legenda: Rack Armario con bandejas metálicas y soportes para el equipamiento informático.
• Instalación de todo lo diseñado en la etapa anterior.
• Establecimiento de un plan de despliegue en plazos de ejecución
• Colocación de tomas de corriente y rosetas de comunicaciones.
• Instalación de puntos de acceso inalámbrico.
• Ya con los cables iniciar instalación de “rack” o armarios de cableado.
• Prueba y etiquetación de los cables y rosetas.
• Instalación de dispositivos de red routers, switches, servidores
• Configuración de dispositivos para que la red pueda funcionar según los requerimientos previos, como VLAN, seguridad, enrutamiento, etc.
• Formación de la plantilla de trabajadores si es preciso.

Operar

• Funcionamiento y prueba la red. Puede que se tenga que rediseñar algo debido a que no funcione o lo haga incorrectamente.
• Hacer documentación definitiva del diseño de red, mapas lógicos y físicos, esquemas de direccionamiento, etc.
• Monitorizar la red, con diversos programas que informarán sobre el estado de los diferentes recursos.
• Información sobre el estado de recursos, si están funcionando correctamente y cómo lo están haciendo.
• Elaboración estadísticas sobre el funcionamiento. La información a recoger es muy abundante.
• Disponer de servidores con los programas de monitorización para realizar los test oportunos.
• Una manera sencilla de comprobar una conexión es mediante el comando ping, disponible en Windows y en Linux. se ejecuta en modo texto, escribiendo a continuación la IP o el nombre del dispositivo con el que se quiere comprobar la conexión, por ejemplo, ping 192.168.0.1 o ping servidor.

Monitorizar

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• Además de los programas de monitorización también se emplean herramientas de análisis de redes para detectar fallos. Estos aparatos, generalmente móviles, permiten que un operario pueda realizar tareas de mantenimiento en cualquier momento. Entre esas herramientas se pueden encontrar polímetros que miden la continuidad o el voltaje de los cables. También existen analizadores de redes que detectan fallos en las líneas de comunicaciones, como por ejemplo, los analizadores de Fluke Networks o los de Adler. Además sirven para realizar pruebas que comprueben que se cumplen las normas de fabricación.
• Legenda: Ejemplo de diferentes analizadores de red. Al ser pequeños, resultan móviles y muy prácticos de usar.

Optimizar

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• Los posibles errores detectados son corregidos en esta etapa. Se reconfigura un dispositivo, se cambia de sitio, etc. También puede requerir un rediseño. Si hay algún material que no responde a las expectativas, se pasa a la siguiente etapa. El mantenimiento de la red ha de ser constante, y con criterio, todo bien documentado y ordenado. Hay que pensar que el operario de turno puede no permanecer en la empresa para siempre, su sustitución no debe suponer un problema.

Retirar

• Al final de todas las etapas se toman las siguientes decisiones:
• La red ha llegado al final de su vida útil: no hay posibilidad de mejorar las cosas o de satisfacer las necesidades planteadas, al menos con los requerimientos de inicio. Habrá que construir una nueva red.
• La red necesita algunas mejoras que son asumibles en coste y tecnología: se retira el material obsoleto y se sustituye por otro nuevo.
• La red funciona perfectamente: no hay que retirar nada y se vuelve a empezar con la fase de “Planificar” (por si la tecnología avanza y cambian los requerimientos).
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Administración de redes

• Engloba múltiples disciplinas diferentes, como pueden ser la gestión de todos los recursos disponibles, la seguridad, etc. Una administración eficaz puede llevarse a cabo más fácilmente usando un modelo de ciclo de vida, como el PDIOO visto anteriormente. Ahora habrá que analizar cómo hacerlo y cómo tener todo organizado para realizar la gestión de forma adecuada.
• Hay que recordar que la administración de la red puede ser llevada por la propia empresa, o puede estar contratada con una empresa externa. Es el caso en el que se hablará de proveedores de servicio y clientes.

Explicación del concepto modelo PDIOO

• Para poder llevar a cabo la gestión de la red de manera eficiente hace falta recabar primero toda la información que sea necesaria. Esto se realiza mediante la monitorización de la red. Como se sabe, la monitorización se efectúa durante la etapa “Operar” del ciclo PDIOO. Se pone en funcionamiento la red y se prueba. Las comprobaciones se pueden hacer a ojo, pero es mejor realizarlas mediante herramientas de software que establezcan ciertos criterios. Sin embargo, ninguna administración es eficaz si se limita a la simple monitorización. Debe implementar medidas para solucionar los problemas que se detecten de la manera más rápida y sencilla posible. Esto se hace durante la etapa “Optimizar”. Aquí se reparan las averías encontradas, o se reconfiguran aquellos dispositivos que no funcionan como cabe esperar. A lo mejor es necesario volver a diseñar alguna parte de la red. Los administradores de redes se dedican a comprobar y mejorar continuamente la red, por eso la administración de redes se concibe como el conjunto de procesos que tienen lugar en esas dos fases.

Recomendaciones de buenas prácticas

• Al aceptar que hay que mantener un cierto criterio para administrar la red, como a través del PDIOO, se deberá tener en cuenta un conjunto de buenas prácticas para llevar a cabo ese cometido. Seguidamente, a lo largo de este apartado, se explicará en qué consiste cada una de ellas.
• Mantener una organización (NOC) responsabilizada con la administración de la red Se llama NOC (Network Operations Center) al Centro de Operaciones de Red. Generalmente se tratará de una sala, más o menos grande dependiendo de la empresa, en donde se centralizan los equipos que se utilizan para la administración de la red, pudiendo coordinar así todas las operaciones.

Monitorizar la red

• para garantizar niveles de servicio en el presente y el futuro Otra buena práctica es monitorizar la red con el objetivo de supervisar lo que se está haciendo en cada momento. Esto ayuda a detectar posibles fallos, pero también a poder analizar las necesidades futuras.
• Durante la monitorización se puede analizar el volumen y tipo de tráfico que se está produciendo, de donde se pueden extraer estadísticas para prever los cambios que se necesitarán en el futuro.

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• Controlar, analizar, probar y registrar cambios en la red
• El control de dichos cambios (quién lo realiza, por qué, cómo y cuándo). Se deben mantener diferentes versiones de los datos por si hiciera falta recuperar alguno. Es el caso de los archivos de configuraciones de los dispositivos. Ó Análisis previo (por personal adecuado) para garantizar que los cambios son los oportunos y necesarios. Ó Probar posteriormente si los cambios tienen el efecto deseado. Si esto no se consigue, puede requerir un nuevo análisis. Ó Al final se mantiene un registro sobre los cambios hechos que ayuda a su vez a un control sobre los mismos y sobre futuros cambios.

Mantener y velar por la seguridad de la red

• Es evidente que en la administración de la red se incluye la seguridad de la misma, es decir, la gestión de la seguridad de la red no puede estar aislada de la administración en sí. El mantenimiento de un sistema siempre afecta a alguno de los pilares de la seguridad (cuando se repara una puerta, esta puede quedar abierta).
• Confidencialidad: se trata de que la información solo pueda ser comprensible o sea leída por el sujeto o sistema que está autorizado.
• Integridad: es la cualidad que posee una información (documento o archivo) que no ha sido alterada y que además permite comprobar que no se ha producido manipulación alguna en la información original.
• Disponibilidad: es la capacidad de un servicio, de unos datos o de un sistema a ser accesible y utilizable por los usuarios (o procesos) autorizados cuando estos lo requieran.

Protocolos de análisis y gestión de redes

• Para la gestión de redes es necesario establecer un conjunto de normas o reglas para que los objetos administrados (potencialmente, todos los que compongan la red y participen en ella) puedan comunicarse con los equipos y sistemas que los administren. Para eso se desarrollan los protocolos de gestión de red. Con este propósito diversas entidades internacionales han desarrollado varios estándares. Al estandarizarse se facilita la gestión, ya que se permite el cambio de sistema de gestión o la comunicación entre diferentes sistemas.

Explicación

• Será necesaria la estandarización de la gestión de la red, y a la hora de llevar a cabo dicha estandarización habrá que definir una serie de elementos que intervienen en la gestión para así hacerla más fácil (se podrán agrupar dispositivos, se clasificará mejor la información, se podrá simplificar una red con mucha variedad de elementos, etc.). Asimismo, habrá que definir unas estructuras y unas reglas de comunicación que permitan que diferentes tecnologías puedan interactuar. Hay que tener en cuenta que en una red pueden estar presentes multitud de tecnologías distintas.
• Entidades: aquellas que intervienen de alguna manera en la gestión.
• Estructuras de datos: cómo son los datos a manejar y cuál es su formato.
• Protocolos de comunicación: marcarán las reglas de la comunicación definiendo de qué manera se realizará para hacer la administración de la red lo más eficaz posible

Entidades que participan en la gestión

• Los primeros conceptos a definir son los elementos que participan en la gestión de la red. Es lo que se llamarán entidades.
• Entidad gestora: es el equipo donde se encuentra el software que se utiliza para controlar la gestión de la red, punto desde donde trabaja el administrador de la red. realizando las siguientes tareas:
• Recoger información de los dispositivos gestionados.
• Procesar y analizar la información obtenida.
• Presentar dicha información para su interpretación y para la toma de decisiones.
• Dispositivos gestionados: contienen los objetos gestionados, un equipo que contiene diversos elementos que se quieren gestionar, como la CPU , tarjeta de red, memoria, etc. Entidad gestora obtiene y, modifica la información de esos objetos. En el dispositivo gestionado se encuentra el agente de gestión, el software que permite la gestión remota en el dispositivo gestionado. Un dispositivo gestionado puede ser cualquier equipo que se pueda conectar a la red y comunicarse, cualquier ordenador, impresora, servidor
• Protocolos de gestión: son los que establecen las reglas de comunicación entre la entidad gestora y los agentes de gestión. Mediante estas reglas se definen los tipos de mensajes, las secuencias de comandos que se pueden emplear y la seguridad a utilizar en la comunicación.

Monitorización remota de red (RMON).

• RMON (Remote MONitoring) es una especificación estándar de monitoreo que permite a los diversos monitores de red el intercambio de datos que están monitorizando. Es un protocolo que permite unas funcionalidades extendidas a las que presenta SNMP al utilizar MIB adicionales. Fue desarrollado por el IETF (Internet Engineering Task Force) para mejorar el monitoreo y el análisis de redes de área local.

Limitaciones de SNMP

• SNMP solo tiene conocimiento de los dispositivos de la red por separado, de forma individualizada. No puede hacer análisis de los tipos de tráfico que pasan por una red, ni del estado de ocupación de los diferentes segmentos de red. Es decir, SNMP no tiene un conocimiento global del estado de la red. Además, para dispositivos remotos podía ser un incordio, y un consumo de ancho de banda excesivo, el envío continuo de solicitudes, típico de SNMP. Si hay demasiados elementos remotos puede atascarse la red con información de administración, por ejemplo cuando varias máquinas a la vez envían “ traps ” para informar de eventos determinados (como cuando hay un enlace que falla y afecta a varios equipos).

Caracterización de RMON

• Es un protocolo que inicialmente trabajaba en las capas más bajas del modelo OSI (Open System Interconnection) , pero que ya cuenta con funcionalidad a nivel de todas las capas. Viene definido en varias RFC (Request For Comments) partiendo de la 1757 por sus diferentes versiones, como las 2613 (SMON), 2819, 3278 y 4502. Mantiene el protocolo SNMP subyacente. Se le puede considerar como una extensión de dicho protocolo. En realidad, es un módulo MIB para SNMP.
• El objetivo de RMON es el de conseguir una visión sobre el tráfico de red en el segmento de red en el que se encuentra el monitor (el equipo con RMON instalado). Se ocupa principalmente de los patrones de tráfico en lugar del estado de los dispositivos individuales.
• Se pueden utilizar equipos especiales, puede venir pre-instalado en routers y switches , o bien se pueden emplear ordenadores de propósito general. A los monitores de red se les suele llamar sondas RMON porque sondean su segmento de red recabando información para luego servirla al NMS. A veces se les denomina agentes RMON.

Características de RMON

• En cuanto a las principales características de RMON pueden distinguirse las siguientes: Ó Gestiona subredes completas, es decir, dentro de un segmento de red recaba la información de los agentes presentes. En redes segmentadas (con switches) se utiliza la versión SMON. Ó Trabaja por medio de SNMP. Necesita que el protocolo SNMP permanezca subyacente, ya que utiliza sus comandos y sus procedimientos. Ó Funcionamiento en modo promiscuo. Captura toda clase de tráfico, no solo el que tiene destino en el equipo donde está instalado. Ó La información de administración se almacena en la base de datos distribuida, MIB RMON.

Modos de operación de RMON

• Puede operar de diferentes formas:
• Modo Off-line: el monitor recoge información del segmento de red que monitoriza continuamente. Fuera de línea quiere decir que lo hace sin enviar nada al NMS, salvo que se produzca un evento relevante.
• Monitorización anticipada: el monitor tiene la capacidad de realizar diagnósticos registrando la actividad en la red, comunicándose con el NMS si sucede algo relevante.
• Detección de problemas e informes: el monitor realiza parte del procesamiento de la información de red. Realiza informes con lo que se ha encontrado. Libera con ello parte del trabajo del NMS.
• Generando datos de valor añadido: se analizan los informes realizados anteriormente, sacando conclusiones sobre posibles problemas, cuellos de botella, uso de la red, etc. Aquí se libera aún de más trabajo al NMS.

Explicación de las ventajas aportadas

• Se podrían resumir en dos aspectos: el uso más racional del ancho de banda por parte del sistema de administración por un lado, el ahorro de procesamiento en el NMS, por otro.
• Disminución del consumo de recursos en la red y en la estación central de gestión. No se envía toda la información que se produce por la red, solo lo relevante e información ya analizada.
• El NMS no realiza peticiones continuas, solo envía las solicitudes cuando le interesa.
• Detección local de fallos informando al NMS de los mismos.
• Monitorización configurable de la sonda RMON. Se pueden programar alarmas, trabajos a realizar, filtros para reducir el volumen de información a manejar, etc.
• Realización de informes y análisis de los mismos. Parte del trabajo del NMS lo puede hacer la sonda RMON.
• Recolección de información para múltiples gestores (la sonda almacena la configuración que recibe en tablas que luego puede distribuir entre varios NMS). Cada sonda puede ser configurada para añadir redundancia al trabajar con múltiples gestores, con lo que se mejora la confiabilidad de la información.

Descripción arquitectura cliente servidor

• Es muy similar a la vista en SNMP. Unas máquinas sirven los datos de administración, otras los gestionan. Los elementos que participan en RMON son:
• El gestor de la red, conocido como NMS (Network Management System) , que ya se tenía en SNMP. Mejor si son varios por redundancia ante fallas.
• Sondas RMON, colocadas estratégicamente (al menos una en cada segmento de red). Estarán formadas por un agente SNMP (por el que enviará información al NMS) y la MIB de RMON, por medio de la cual se configura.
• Protocolo SNMP y equipos agentes SNMP. Además de lo anterior, habrá los dispositivos y protocolos habituales de SNMP.

TELEMATICA E INTERNET DE LAS COSAS

• Como resultado del desarrollo de los dispositivos electrónicos y las comunicaciones en la sociedad actual, surgen nuevas tecnologías en este caso el internet de las cosas, el cual pretende acoger una amplia gama de servicios y establecer nuevas tendencias respecto a la labor que desempeñan productos o aparatos que se manejan en la cotidianidad.
• Básicamente se trata de una conexión de las cosas que nos rodean y con las que interactuamos día a día ; pero conectadas a la red de redes que se denomina internet, en donde ambas se conjugan para llegar a formar el internet de las cosas.

Internet de las cosas y sus usos

• Podemos aplicarlo a muchos ámbitos, la cantidad de usos que se le da depende de la creatividad e ingenio de los desarrolladores.
• La factibilidad de implementar hoy en día en las distintas áreas puede ser mayor o menor
• Lo usamos en cosas que reciben instrucciones desde otros dispositivos
• Se fundamenta en la conexión inalámbrica de dispositivos
• Con el internet tenemos el control de diferentes cosas, abrir ventanas, apagar luces, cerrar cortinas entre otros
• Hogar: Electrodomésticos Inteligentes Control y Automatización de los sistemas del hogar y Monitorización del estado de la casa
• Ciudades: Control y Monitorización y Trafico, Inspección de edificios y estructuras, Administración de servicios gestionados por las autoridades de la ciudad
• Salud: Control y tratamientos más eficientes; Cuidado a personas mayores
• Industria y Comercio: Optimizar la cadena de producción, Facilitar el proceso de inventario, Mejorar los mecanismos de distribución y abastecimiento

Tecnología, Red y datos

• Muchos de los sensores necesarios para los objetos del Internet de las Cosas ya existen actualmente: sensores de luminosidad, humedad, contaminación, signos vitales, movimiento, cámaras, GPS, etc. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos aun no se detienen en varias de estas áreas con el fin de mejorar su potencia y su precisión, reducir su tamaño y coste, etc.
• Las estimaciones sobre la cantidad de objetos conectados al Internet de las Cosas supera ampliamente a los objetos actualmente conectados a la red.
• La empresa de investigación tecnológica Gartner estima 26 mil millones de objetos conectados para 2020. ABI Research pone esa cifra a 30 mil millones mientras que Cisco estima 50 mil millones .

Internet de las cosas y su Implementación

• IPV6
• Facilita la administración gracias a sus capacidades de autoconfiguración. Los objetos del IdC deben ser auto configurables y deben ser lo suficientemente amigables para que una persona sin los conocimientos puedan ponerlos en funcionamiento sin mucha dificultad.
• Seguridad y Privacidad
• Los sistemas de seguridad deberán avanzar de la misma manera que lo hacen los nuevos sistemas inteligentes que llegaran a las cosas que nos rodean. Los dispositivos deben ser verdaderamente inteligentes y ser diseñados desde un principio teniendo en cuenta la cuestión de la seguridad. Sus capacidades de computo y comunicación no deben ser tan básicas que no permitan aplicar mecanismos de autenticación o control ya que se convierten en potenciales amenazas a la seguridad

Normas de la IEEE y diseño de redes

• IEEE 802 o proyecto 802, del Instituto de Ingenieros en Eléctrica y Electrónica (IEEE) definió los estándares de redes de área local (LAN). La mayoría de los estándares fueron establecidos por el Comité en los 80´s cuando apenas comenzaban a surgir las redes entre computadoras personales.
• IEEE es una organización sin ánimo de lucro, la mayor asociación del mundo para el desarrollo tecnológico. Su nombre completo es el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, aunque normalmente se le conoce con las letras I-E-E-E, pronunciadas como "I-E-cubo"
• 802.1 Definición Internacional de Redes. Define la relación entre los estándares 802 del IEEE y el Modelo de Referencia para Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de la ISO (Organización Internacional de Estándares). Por ejemplo, este Comité definió direcciones para estaciones LAN de 48 bits para todos los estándares 802, de modo que cada adaptador puede tener una dirección única. Los vendedores de tarjetas de interface de red están registrados y los tres primeros bytes de la dirección son asignados por el IEEE. Cada vendedor es entonces responsable de crear una dirección única para cada uno de sus productos.
• 802.2 Control de Enlaces Lógicos. Define el protocolo de control de enlaces lógicos (LLC) del IEEE, el cual asegura que los datos sean transmitidos de forma confiable por medio del enlace de comunicación. La capa de Datos-Enlace en el protocolo OSI esta subdividida en las subcapas de Control de Acceso a Medios (MAC) y de Control de Enlaces Lógicos (LLC). En Puentes, estas dos capas sirven como un mecanismo de switcheo modular, como se muestra en la figura I-5. El protocolo LLC es derivado del protocolo de Alto nivel para Control de Datos-Enlaces (HDLC) y es similar en su operación. Nótese que el LLC provee las direcciones de Puntos de Acceso a Servicios (SAP's), mientras que la subcapa MAC provee la dirección física de red de un dispositivo. Las SAP's son específicamente las direcciones de una o más procesos de aplicaciones ejecutándose en una computadora o dispositivo de red.

Referencias Bibliográficas

• Calvo, García, Ángel Luis. Gestión de redes telemáticas (UF1880), IC Editorial, 2014. ProQuest Ebook Central,
• http://ebookcentral.proquest.com/lib/unadsp/detail.action?docID=4310542.