Unidad 5: Planificación y Diseño

Unidad 5: Planificación y diseño

5.1 Análisis de necesidades

Evaluación de las necesidades de la red

Este proyecto lo realizamos basado en una red de una pequeña oficina. La mayoría de las conexiones se hicieron inalámbricamente solo el Access point va conectado al Servidor con un cable tipo directo. Las demás estaciones de trabajo son conectadas inalámbricamente al Access point para estar en la misma red, en la sala de estar se vio la necesidad de instalar un Linksys WRT300N para que las personas ajenas a la oficina pudieran conectarse al internet.

Requerimientos de las estaciones de trabajo

Las estaciones de trabajo contaran con los siguientes requisitos para la instalación de Windows 7 Home Basic.

• Procesador de 32 bits (x86) o de 64 bits (x64) a 1 GHz
• 1 GB de memoria del sistema
• 40 GB de disco duro con al menos 15 GB de espacio disponible
• Compatibilidad con gráficos DirectX 9 con lo siguiente:
• Controlador WDDM
• 128 MB de memoria de gráficos
• Pixel Shader 2.0 en hardware
• 32 bits por píxel
• Unidad de DVD-ROM
• Salida de audio
• Acceso a Internet

a)   Aplicaciones que corren

Las aplicaciones que contaran nuestras estaciones de trabajo son las fundamentales como:

• Microsoft office:

§  Word

§  Excel

§  Outlook

§  Power Point

• Google Chrome
• ESET NOD 32 Antivirus 6
• Nitro Pro
• CuteFTP

b)  Ancho de banda

El ancho de banda será 10 Mbps que es lo más que brinda la compañía de telefonía en la ciudad.

c)   Almacenamiento

Cada equipo de trabajo contara con 250 GB de disco duro y también tendrá almacenamiento en el servidor.

Servicios de red

Nuestra red contara con una impresora conectada de forma inalámbrica que estará en una de las estaciones de trabajo, así cualquiera de las otras estaciones podrán mandar imprimir algo.

También todas las estaciones contaran con la transferencia de archivos en red mediante CuteFTP, para así tener un mejor y rápido contacto entre todas las PC’s. Otro de los servicios con el que se contara será con un Sitio Web este de igual manera será alojado en el servidor para que cualquier persona pueda visitar la página de la oficina. También se instaló el servicio de correo electrónico, este solo se utilizara en la oficina y se creó un dominio particular con los buzones del personal.

Uno de los servicios muy importante es el DHCP, este se configuró en el servidor para que pudiera repartir IP’s a nuestros clientes conectados.

Seguridad y protección

Cada computadora de las estaciones de trabajo contaran con una fuente de poder para protegerlas de subidas y bajadas de problemas en el suministro eléctrico como subidas y bajadas de voltaje. También se contara con una fuente de poder ininterrumpible conectada al servidor y a las estaciones de trabajo, para así darnos tiempo de guardar los datos necesarios y apagar el equipo correctamente.

A continuación se explicara brevemente algo acerca del UPS.

Una fuente de alimentación ininterrumpible (UPS, por sus siglas en inglés) es un dispositivo que protege equipos electrónicos contra posibles fallas eléctricas.

Un UPS es un dispositivo conectado entre la red eléctrica y los materiales que necesitan protección.

El UPS permite que los dispositivos reciban alimentación de una batería de emergencia durante varios minutos en caso de que se produzcan problemas eléctricos, en especial durante:

·          Interferencias en la red eléctrica; es decir, un corte de electricidad de un segundo que puede provocar que el ordenador se reinicie

·          Cortes de electricidad, correspondientes a una interrupción en la fuente de alimentación por un tiempo determinado

·          Sobrevoltaje; es decir, un valor nominal mayor que el valor máximo previsto para el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos

·          Baja tensión, es decir, un valor nominal menor al valor mínimo previsto para el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos

·          Picos de voltaje; es decir, sobrevoltajes transitorios (de corta duración) de amplitud alta. Estos picos ocurren cuando se apagan y se encienden dispositivos que demandan mucha alimentación. Con el tiempo, esto puede ocasionar daños a los componentes eléctricos

·          Descargas de rayos, las cuales constituyen una fuente extrema de sobrevoltaje que se produce repentinamente durante el mal tiempo (tormentas)

Figura 1. Fuente de poder interrumpible.

5.2    Diseño del sistema de cableado estructurado

Diseño conceptual por dispositivos

Figura 2. Diseño de red.

Elementos que componen la red

1)    Access Point: Este dispositivo se escogió para conectar nuestro servidor a él y así mismo todas las estaciones de trabajo para que estuvieran en la misma red y pudieran trabajar todas sobre el servidor.

2)      Linksys WRT300N: este dispositivo lo escogimos para nuestra red ya que ofrece una señal más potente que cualquier otro router convencional, ya que utiliza la tecnología MIMO (múltiple input múltiple output) es una tecnología de radio comunicaciones que se refiere a enlaces de radio con múltiples antenas en el lado del transmisor y del receptor. Debido a las múltiples antenas, la dimensión espacial puede ser explotada para mejorar el desempeño del enlace inalámbrico, haciendo la señal más fuerte, más confiable y transmisiones más rápidas. También ofrece tecnología inalámbrica N que brinda mayor velocidad que versiones anteriores.

Tipos de cables

3)     Cable Directo: Este tipo de cable se utiliza para conectar dos dispositivos de diferente tipo como puede ser una PC con un switch, o un Pc con un enrutador etc.

Otros dispositivos

4)    PC’s

5)    Laptops

6)    Impresora

7)    Smart phone

8)    Tablet

9)    Servidor

10)    UPS

5.3 Disposiivos de  red

Switch

Un switch (en castellano “conmutador”) es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconnection). Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de destino de los datagramas en la red.

ZYXEL GS1900-24E 24-port GbE L2 Switch Switch

Modem

Un módem es un equipo que sirve para modular y demodular (en amplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado modems desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmente debido a que la transmisión directa de la señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente. Por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción.

huawei hg8245h

Servidor

Un servidor en informática o computación es:

Una aplicación informática o programa que realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final. Este es el significado original del término. Es posible que un ordenador cumpla simultáneamente las funciones de cliente y de servidor.

Firewall

Un cortafuegos (o firewall en inglés), es un elemento de hardware o software utilizado en una red de computadoras para controlar las comunicaciones, permitiéndolas o prohibiéndolas según las políticas de red que haya definido la organización responsable de la red.

Hub

En informática un hub o concentrador es un equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás. Los hubs han dejado de ser utilizados, debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que propician.

D-Link DUB-H7 Hub 7 puertos USB 2.0 con alimentación externa.

5.4 Servidores y estaciones de trabajos

En informática una estación de trabajo (en ingles workstation) es un micro ordenador de altas prestaciones destinado para trabajo técnico o científico. En una red de computadoras, es una computadora que facilita a los usuarios el acceso a los servidores y perifericos de la red. A diferencia de una computadora aislada, tiene una tarjeta de red y está físicamente conectada por medio de cables u otros medios no guiados con los servidores. Los componentes para servidores y estaciones de trabajo alcanzan nuevos niveles de rendimiento informático, al tiempo que ofrecen fiabilidad, compatibilidad, escalabilidad y arquitectura avanzada ideales para entornos ultiproceso.

Servidores 

Los sistemas de los servidores deben equiparse para permitir el acceso simultáneo de múltiples usuarios y la realización de múltiples tareas, en la medida que los clientes soliciten los recursos remotos del servidor. Dichos servidores en general se configuran para ofrecer uno o más servicios de red utilizando la familia de protocolos de la Internet, TCP/IP.

5.5 Sistemas operativos de red

Ya sabemos que el sistema operativo (SO) de un equipo coordina la interacción entre el hardware (memoria, UCP, espacio de disco, dispositivos periféricos, etc.) y el software (los programas o aplicaciones) que está ejecutando.

En un entorno de red, los servidores proporcionan recursos a los clientes de la red, y el software de red del cliente permite que estos recursos estén disponibles para los equipos clientes. La red y el sistema operativo del cliente trabajan juntos para que todos los elementos de la red funcionen bien.

Normalmente, un sistema operativo en red tiene un sistema operativo multitarea, que como su nombre indica proporciona el medio que permite a un equipo procesar más de una tarea a la vez.

Los sistemas operativos en red actuales están diseñados para poder trabajar con más de un procesador. Las versiones de Windows Server básicas y UNIX/Linux pueden trabajar con hasta dos procesadores de forma simultánea, gracias al conocido SMP (Multiproceso Simétrico). Si el hardware en el que instalamos este SO solamente cuenta con un procesador, el SO funcionará correctamente, pero no podrá aprovechar las ventajas del SMP. Por decirlo de alguna forma, es como si trabajase en monotarea.

Un sistema operativo multitarea real puede ejecutar tantas tareas como procesadores tenga. Si el número de tareas es superior al número de procesadores, el equipo debe ordenar los procesadores disponibles para dedicar una cierta cantidad de tiempo a cada tarea, alternándolos hasta que se completen las citadas tareas. 
Un sistema operativo de red tiene algunas características que lo catalogan. Algunas de ellas son las siguientes:

• Conecta todos los equipos y recursos de la red.

• Coordina las funciones de todos los periféricos y recursos.

• Proporciona seguridad controlando el acceso a los datos y recursos.

• Optimiza la utilización de los recursos.

• La gestión de recursos y equipos de la red se realiza de forma centralizada.

1. S.O. para redes PUNTO A PUNTO: donde las computadoras tienen el mismo estatus. Es suficiente con que cada computadora tenga Windows 98, XP, Vista, 7, Mac OS o Linux.  
2.  S.O. para redes con SERVIDOR DEDICADO: donde hay servidores dedicados con mayor estatus en la red. Estos suelen tener S.O. específicos para gestión de red como Windows SERVER. EL resto de Clientes, pueden tener este SO, o cualquiera de las anteriores (W-98, W-XP ,W-Vista o W7).

  5.6 Pruebas y aplicaciones 

La meta de probar las aplicaciones Web es ejercitar cada una de las muchas dimensiones de la calidad en la aplicación con la finalidad de encontrar errores o descubrir conflictos que pudieran conducir a fallas de uso, navegabilidad, desempeño, compatibilidad, capacidad y seguridad. Las pruebas también incorporan revisiones que ocurren conforme se diseña la aplicación.

La estrategia de prueba de la aplicación ejercita cada una de las dimensiones de calidad al examinar inicialmente “unidades” de contenido, funcionalidad o navegación. Una vez que las unidades individuales han sido validadas, el enfoque se cambia a pruebas que ejerciten la aplicación como un todo. Esto se logra derivando muchas pruebas de las perspectivas de los usuarios y se alimentan con la información contenida en los casos de uso. Se desarrolla un plan de prueba de ingeniería web y se identifican los pasos de prueba, los productos de trabajo y los mecanismos para la evaluación de los resultados de prueba, el proceso de prueba abarca diferentes tipos de pruebas, que se mencionan a continuación:

•La prueba del contenido (y las revisiones) se centra en varias categorías de contenido. La finalidad es descubrir errores tanto semánticos como sintácticos que afecten la precisión del contenido o la forma en la que se presenta al usuario final.

•La prueba de la interfaz ejercita los mecanismos de interacción que permiten que un usuario se comunique con la aplicación y valida los aspectos estéticos de la interfaz. El objetivo es descubrir errores que resulten de mecanismos de interacción mal implementados, u omisiones, inconsistencias o ambigüedades en la semántica de la interfaz.

•La prueba de navegación aplica casos de uso, derivados como parte de la actividad de análisis, en el diseño de casos de prueba que ejercitan cada uno de los escenarios de uso frente al diseño de navegación. Los mecanismos de navegación se prueban para garantizar que se identifican y corrigen los errores que impiden el completar un caso de uso.

•La prueba de componentes ejercita las unidades de contenido y funcionales dentro de la aplicación. Cada página web encapsula contenido, vínculos de navegación y elementos de procesamiento que forman una “unidad” dentro de la arquitectura de la aplicación web. Se deben probar dichas unidades. 

•La prueba de configuración intenta descubrir los errores o los problemas de compatibilidad específicos de un ambiente particular de cliente servidor. Entonces se llevan a cabo pruebas para descubrir los errores asociados con cada posible configuración.

•La prueba de la seguridad incorpora una serie de pruebas diseñadas para explotar las vulnerabilidades de la aplicación y en su ambiente. La finalidad es encontrar hoyos de seguridad.

  

5.7 Documentación

Planificar los requisitos de hardware y la topología de red
La planificación de los requisitos de hardware y topología de Red, determinan los tipos de equipo que se necesitan y la distribución de dichos equipos en el sitio; ya que al diseñar la red, se debe decidir qué tipo de red se adapta mejor conforme a la necesidad que se tenga y esto incluye algunas decisiones de planificación relacionadas con el hardware de red como las siguientes: La topología de red, El diseño y las conexiones del hardware de red, El número de sistemas host que admite la red, Los tipos de host que admite la red, Los tipos de servidores que puede necesitar, El tipo de medio de red que utilizará (Ethernet, Token Ring, FDDI, etc.).
Algo que hay que tener presente es que todo lo anteriormente mencionado nos permiten determinar el tamaño de la red de área local; pero también tenemos que tomar en cuenta unos factores más. Tales como la necesidad de puentes o enrutadores que extiendan el medio o conexión la red local a redes externas, y si existe un requerimiento de interfaces adquiridas por separado además de sus interfaces integradas, todo esto nos permitirá que podamos tener ya una base inicial solidad para poder diseñar una red.
Tomando en cuenta todo lo anteriormente mencionado, ya tendríamos nuestro documento de Planificación de requisitos de hardware y la topología de red. Ahora el siguiente paso constaría de, "Determinar las direcciones IP, nombres de Host y servicios de nombres a utilizar en la red".

Determinar las direcciones IP, nombres de Host y servicios de nombres a utilizar en la red.
En esta parte de la planificación y diseño de red, se puede realizar un documento que respalde todo lo relacionado con las direcciones IP, nombres de Host y servicios de nombres a utilizar en la red; tomando como base una obtención de dirección IP registrada para la red, si en dado caso la red debiera tener una dirección IP única; tomando en cuenta que este caso se lleva acabo si se tiene previsto comunicarse fuera de su red local, por ejemplo, a través de Internet; si este fuera el caso. También se tiene que contemplar que acá tenemos que abarcar la parte de la creación de una planificación de las direcciones IP para los sistemas, basándose en su prefijo de red IPv4 o el prefijo de sitio IPv6. Determinando cuántas direcciones se deben instalar en el sitio; y a su vez crear una lista que contenga las direcciones IP y los nombres de host de todos los equipos de la red utilizando la lista para crear bases de datos de red y determinando qué servicio de nombres utilizar en la red, permitiendo decidir si utilizar NIS, LDAP, DNS o las bases de datos de red en el directorio /etc local.

Ya con esto, tendríamos dos documentos base para la planificación y diseño de la red; ahora podemos tratar el tema del "Establecimiento de subdivisiones administrativas y diseño de estrategia de subredes", si la red lo requiere.

Establecer subdivisiones administrativas y Diseñar una estrategia de subredes
Para el desarrollo de este análisis de planificación y diseño de red, vamos a dividirlo en dos partes para su fácil manejo y desarrollo. La primera seria "establecer subdivisiones administrativas", es un tema opcional en la planificación y diseño de una red; este documento se puede realizar o llevar a cabo si dicha red que se va a crear lo requiere. En si las subdivisiones administrativas están relacionadas con el tamaño y el control de la red misma. Acá podríamos decir que todo depende de cuántos más hosts y servidores haya en una red, más compleja será la tarea de administración. Por lo que, si es muy compleja dicha red, entonces se tendría que configurar divisiones administrativas adicionales si es preciso o si el caso lo requiere. Y el segundo serio "Diseñar una estrategia de subredes"; tomando en cuenta que, si es preciso o si se requiere, es posible que se deba crear subredes para la administración del espacio de direcciones IP o para que haya más direcciones IP disponibles para los usuarios del sistema.

Tomando en cuenta todo lo anteriormente mencionado, podemos decir que este documento nos sirve para un control especial de la red, si esta lo requiere. Dado a que no todos los diseños de redes requieren de este tema en particular. Y bien, por último, pero no menos importante estaría el documento de "ubicación de los enrutadores en el diseño de la red".

Determinar dónde colocar los enrutadores en el diseño de la red
Para este caso, si la red es lo suficientemente grande como para requerir el uso de enrutadores, se crea una topología de red que los admita. Teniendo en cuenta que en el protocolo TCP/IP existen dos tipos de entidades en una red: hosts y enrutadores. Mientras que todas las redes requieren un host, no es necesario que tengan un enrutador. Pero la topología física de la red determina la necesidad de los enrutadores.

En si estos serían los 4 documentos básicos que tendríamos que tener, como un respaldo de todo el proceso de planificación y diseño de una red. Tomando en cuenta que el documento más importante sería el diagrama mismo de la red, donde se describirán todos los componentes básicos que formaran parte de la red misma. Y porque no agregamos dicho documento, bien porque sabemos que, para poder realizar la creación de la red misma, necesitamos un diagrama de red, que nos describirá de forma gráfica como estará estructurada la red, que direcciones de red posee y así mismo que componentes de red, formaran parte de la red misma, en estos estarían routers, switchs, hubs, firewalls y demás componentes que pueden formar parte de la red.

Por lo que los documentos base serian:

• Planificar los requisitos de hardware y la topología de red
• Determinar las direcciones IP, nombres de Host y servicios de nombres a utilizar en la red.
• Establecer subdivisiones administrativas y Diseñar una estrategia de subredes
• Determinar dónde colocar los enrutadores en el diseño de la red