Presentado por: Ing. Nataly Aranguibel M. UNIVERSIDAD CENTRO OCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO” DECANATO DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA POSTGRADO EN CIENCIAS DE LA COMPUTACION MENCION REDES DE COMPUTADORAS
Jul 07, 2015
Presentado por: Ing. Nataly Aranguibel M.
UNIVERSIDAD CENTRO OCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO”DECANATO DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
POSTGRADO EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIONMENCION REDES DE COMPUTADORAS
AGENDA El Problema
Objetivos General
Específicos
Justificación e Importancia
Alcances y Limitaciones
Marco Teórico Antecedentes
Bases Teóricas
Bases Legales
Operacionalización de Variables
Marco Metodológico
Propuesta del Estudio
Conclusiones y Recomendaciones
INTRODUCCIÓN
“De todos los servicios de comunicaciones disponibles
hoy en día, los inalámbricos están teniendo el más alto
impacto en nuestras vidas en el aspecto personal y el
profesional, mejorando la productividad, movilidad y
seguridad”
(Muller, 2003).
EL PROBLEMA
Crecimiento y evolución de las redes inalámbricas.
Introducción de Tecnologías exitosas cableadas.
Necesidad del uso eficaz de los recursos.
Búsqueda de nuevas oportunidades del mercado deTI y Telecomunicaciones.
Incremento del número de AP, y la necesidad degestionarlos.
EN CIFRAS
76 % ya cuenta infraestructura inalámbrica.
69% espera tener redes totalmente inalámbricas en 2010.
(MKM, 2008)
EL PROBLEMA
Necesidad de los Administradores de Redes Inalámbricas delDCyT de la UCLA de disponer de información de la distribuciónde usuarios conectados a los dispositivos de interconexión, laasignación en los canales de comunicación y los parámetros deconexión de los dispositivos según el estándar 802.11.
Fortalecimiento de la plataforma tecnológica por APs, paradar servicio de internet a estudiantes, WIFI.
Uso indiscriminado de los dispositivos, sin atender a unabase objetiva, sobrecarga o subutilización.
Desconocimiento en tiempo real de los factores que afectanel entorno inalámbrico.
Falta de integración de las herramientas existentes, uso deaplicaciones de diferentes fuentes.
FACTORES
• Número de
usuarios máximo
que utilizará la
red
• Propiedades del
medio físico
• Límites de
regulaciones del
espectro,
• Potencia de Señal
• Variabilidad de
la calidad de la
señal
• Distancia
• Obstáculos
La
potencia
de la señal
Eficiencia
de la Adm.
las
operaciones
Desempeño
de la red
El ancho
de banda
disponible
Fortaleza y Calidad de la
señal, Canal utilizado.
Reducir las interferencias
por otros dispositivos, con
cambios del canal La competencia medida en:
Número de usuarios,
Capacidad de los
dispositivos para manejar
el flujo de información
El tipo de servicios que
solicitan
Cantidad de usuarios
conectados en los
dispositivos y las
conexiones
establecidas por canal
Suministrar
información en tiempo
Real
SURGEN LAS INTERROGANTES
¿Cuáles son las formas de
operación de los dispositivos
inalámbricos, y parámetros?
¿Cómo se lograría integrar en
una herramienta
funcionalidades de monitoreo
Inalámbrico?
¿Qué herramientas existen en
el mercado local que apoyen
la administración inalámbrica?
¿De qué manera apoyará la
herramienta la toma de
decisiones?
Para una eficiente
gestión
Para conocer lo que
sucede en el entorno y
facilitar la comprensión
Accesibles por su bajo
costo y sencillez
Entornos educativos,
pequeñas empresas y
usuarios del hogar
OBJETIVOS
General
Desarrollar una herramienta de software, queindique la cantidad de usuarios conectados a undispositivo de interconexión inalámbrica, y susparámetros de conexión, operando en la banda ISMespecíficamente en 2,4 GHz según el estándar IEEE802.11.
OBJETIVOS
Específicos Determinar las formas de operación de los
dispositivos.
Determinar la factibilidad operativa, técnica yfinanciera.
Investigar las librerías disponibles que permitan eldesarrollo de aplicaciones inalámbricas.
Diseñar una herramienta que permita laidentificación de los parámetros de conexión y lacantidad de usuarios.
Realizar la validación de la herramienta.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
“La administración de la red es una tarea vital paracualquier organización y es un campo en que unaherramienta de software puede ser muy útil…”(Mendivelso et al., 2005)
“Sin herramientas apropiadas, el administrador no conoce exactamente los valores de utilización de la red, …con lo cual no puede llevar a cabo una gestión predictiva y profesional de la red inalámbrica” (Muller, 2003)
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Auge inalámbrico.
Fuerte competencia por el uso de los recursos.
Inspección del área en radiofrecuencia.
Apoyar en la distribución de los recursos.
Equipos conectados a un dispositivo, estimando suutilización.
Adiciona a herramientas cableadas, característicasde la red inalámbrica.
Integra funcionalidades de monitoreo inalámbrico.
Abre posibilidades a estudios en áreas similares.
ALCANCE Y LIMITACIONES
IP
DCyT UCLA
802.11, ISM 2.4 Ghz, SSID, Fortaleza,
Calidad, RSSI, Canal
Seguras
No seguras
IPv4 IPv6
LIMITACIONES
IP
Distancia
Balanceo de Carga
Ancho de Banda
Paquetes
802.11a
Seguras
Número de Usuarios
IPv6
Firewalls,
Seguridad
ENFOQUE DE SOLUCIÓN
El análisis al
momento de
realizar
interconexión
para mejorar
la distribución
de recursos.
El análisis del
entorno para
determinar los
factores que
intervienen en
la
comunicación
Integrar
funcionalidades
requeridas de
monitoreo
inalámbrico
Un recurso de software que permita:
Apoyar la Toma de
Decisiones
MARCO TEÓRICO
La información recolectada para el Marco Teórico
proporcionará un conocimiento profundo de la teoría
que le da significado a la investigación.
ANTECEDENTES
(Mendivelso et al., 2005). Administrador Distribuido deRedes Orientado a Dispositivos Móviles.
(Chojolán, 2005). Diseño de un Sistema para Monitoreo deEnlaces Microonda utilizando la Radio Base TDMA Ericson 884.
(Romero, 2006). Desarrollo de una Herramienta quepermite Identificar y Monitorear Dispositivos Inalámbricosbasados en el estándar 802.11.
(Ben-Shalom et. al., 2007). White Paper Administración yMonitoreo en una Red Inalámbrica Primaria.
(Morales, 2006). Administración del ancho de banda enuna WLAN.
(Krishnan et. al., 2008). Paper “Prioritize and EstimateBandwidth using Intel® Mobile Platform SDK.
BASES TEÓRICAS
Redes Inalámbricas (WLAN) Incorporan los conceptos de las redes LAN cableadas. Diferencia: medio de transmisión utilizado. Cumple con los estándares genéricos aplicables a LAN. Normativa específica que define el uso de los recursos
radioeléctricos.Protocolos de: Capa física (PHY) Capa de Control de Acceso al Medio (MAC)que regulan la conexión vía radio.
Primer estándar de WLAN IEEE 802.11, posterioresvariantes: b, g, a, e, h, n.
BASES TEÓRICAS
El espectro Electromagnético Rango de frecuencias y longitudes de onda. El espectro está dividido en partes iguales distribuidas sobre la
banda en canales individuales. Banda ISM.
Banda de Frecuencias No licenciadas. Fuente: (Flannagan, 2003)
Estándar 802.11b Canales de un ancho de 22MHz, separados por 5MHz
Ofrece 11 Mbps en la banda de 2,4GHz (2400 a 2484 MHz. )
Modulación de Espectro Expandido: Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS)
Estándar 802.11g asegura la compatibilidad con los equipos 802.11b.
Ofrece 54Mbps en la banda de 2,4GHz.
Modulación de Espectro Expandido: Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS) y Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
Los canales adyacentes se superponen, y pueden interferir unos con otros
Los canales adyacentes se superponen, y pueden interferir unos con otros
Canales y Frecuencias Centrales para 802.11b. Fuente: (Flickenger, 2006)
BASES TEÓRICAS
Modos de Operación1. Modo maestro: AP o modo de infraestructura
Crea una red con un canal y un nombre específico (llamado SSID)
Administran todas las comunicaciones de la red
2. Modo Administrado: Modo Cliente Sólo pueden unirse a una red creada por una tarjeta en modo
maestro
Canal suministrado por el Maestro
3. Modo Adhoc: Red multipunto a multipunto, no hay un único nodo maestro
Deben concordar en nombre de Red y Canal
BASES TEÓRICAS
Modos de Operación:Maestro (Infraestructura), Administrado y Adhoc
BASES TEÓRICASAccess Point, Clientes y Nodos Ad-Hoc Fuente Flickenger
Modos de Operación4. Modo Monitor
Escuchar pasivamente todo el tráfico de radio en un canal
Las tarjetas inalámbricas no trasmiten datos
Analizar problemas en un enlace u observar el uso delespectro en el área local
BASES TEÓRICAS
Portátil ejecutando monitoreo en una red WLAN conectada a LAN. Fuente (TamoSoft, 2009)
Modo Monitor No requiere modo especial de
operación
Captura información de la red sin asociarse
No realiza captura de paquetes
Sólo aplica a redes inalámbricas
No requiere sustituir controladores de NIC
Modo PromiscuoRequiere colocar la tarjeta en este
modo
Permite recibir todo el tráfico de la red
Usado para capturar paquetes
Usado en redes cableadas e inalámbricas
Requieren controladores de NIC especiales
BASES TEÓRICAS
Para el monitoreo se requiere estar
dentro del Rango de la Señal
Dispositivos InalámbricosTerminales de Usuario (Clientes) Interfaz de Red Incluye un transceptor radio y la antena
Puntos de Acceso (Access Point) Dotado de una antena omni-direccional Es el “concentrador” que permite reenviar la
información de la red
Controlador de AP Necesario para despliegues que requieren varios Aps Incorporar funcionalidad de AP, de cliente VPN, de
cliente RADIUS
BASES TEÓRICAS
Administración de Red
“Principalmente se enfoca en mantener la redfuncionando adecuadamente y asegurar que lasnecesidades de los usuarios sean tratadas de maneraoportuna, incluyendo actualizaciones de hardware ysoftware” (Muller, 2003)
Poner en práctica un conjunto de técnicas tendientes a: Mantenerla operativa Eficiente Segura Constantemente monitoreada Con una planeación adecuada Bien documentada.
Dimensiones de la Administración de Redes Temporal: fases cíclicas
De escenario: otros escenarios que inciden
Funcional: tareas por áreas funcionales
Funcional:Tanto el modelo de la ITU, como el modelo ISO (del grupo ISO Network Management) son modelos funcionales que dividen la administración de una red en áreas funcionales
Configuración Fallas
Desempeño
Contabilidad
SeguridadBASES TEÓRICAS
Factores a considerar en el diseño y planeación de una red WLAN:
Frecuencia de operación,
Ancho de banda/Velocidad transmisión,
Tipos de aplicaciones a ejecutar
Número máximo de usuarios
Area de cobertura
Material de construcción de los edificios
Conexión de la WLAN con la red cableada
Disponibilidad de productos en el
mercado
Planeación y administración de IPs
Identificadores de la red (SSID)
Seguridad
BASES TEÓRICAS
Número máximo de usuarios(Morales, 2006) señala, que no se ha formalizado en cuanto a:
Conceptos de buen desempeño de la red,
Alto número de usuarios,
Metodologías para calcular un número máximo de usuarios sin comprometer el desempeño de la red.
Una aproximación puede ser calculada tomando como base:
n = ½*(Velocidad Teórica en kbps)/56kbpsSiendo 56kbps un límite mínimo aceptable para una conexión
Otros valores de referencia por estándar:
802.11a 64 usuarios,
802.11b 32 usuarios
802.11g 50 usuarios
BASES TEÓRICAS
BASES LEGALES
Ley Orgánica de Telecomunicaciones (CONATEL, 2000),
artículos 3, 4, 69, 70, 71, 72, asignación del espectro
radioeléctrico.
Artículo 71 señala CONATEL determina el cuadro
nacional de atribución de frecuencias (CUNABAF)
Herramienta trabaja en bandas ISM
Monitorea Redes Abiertas, no compromete accesos
SO con licencia, Framework libre distribución para el SO
genuino
Librerías de desarrollo utilizadas, de código abierto
OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES
Variable Dimensiones Indicador
Herramienta que Indique la
Cantidad de Usuarios
Conectados y los parámetros
de conexión de los
Dispositivos de Interconexión
Inalámbrico
Gestión de
Red
Configuración
Desempeño
Control de Fallas
Seguridad
Contabilidad
Herramienta de
monitoreo
inalámbrico
Características de Satisfacción Requeridas
Aplicabilidad
Red Inalámbrica
Parámetros:
Configuración
Desempeño
Seguridad
Contabilidad
HERRAMIENTAS DE MONITOREO
MARCO METODOLÓGICO
El marco metodológico es el apartado del trabajo que
dará el giro a la investigación, es donde se expone la
manera como se va a realizar el estudio, los pasos
para realizarlo, su método
NATURALEZA DEL ESTUDIO
FASES DEL ESTUDIO
Actividades de
investigación
documental.
Actividades de
recolección de
datos de
diferentes
Fuentes
Investigación
de una
solución de
software
Contribución, a
quienes
beneficia,
Importancia
FASE DIAGNÓSTICA
POBLACIÓN Y MUESTRA
Población: Conformada por cuatro (4) Administradores de Red que
laboran en la Dirección de Telecomunicaciones deRedUCLA, quienes también desempeñan labores deAdministración de Redes Inalámbricas del Decanato deCiencias y Tecnología, prestando apoyo a las redesinalámbricas del Laboratorio de Redes
Observación sobre parámetros de las Redes Inalámbricasdel entorno del DCyT, Laboratorio de Redes
POBLACIÓN Y MUESTRA
Muestra: “Si la población posee pequeñas dimensiones, deben ser
seleccionados en su totalidad para así reducir el error enla muestra”. (Ary et. al, 1996).
Totalidad de la población Muestreo Censal
Observación según el criterio de selección intencional dela Red del Laboratorio de Redes del DCyT UCLA.
Procedimiento
de Fase
Diagnóstica
Recopilación
Documental
Elaboración de
los
instrumentos
de medición.
Aplicación de
los
instrumentos
de medición.
Análisis de los
datos
recopilados
Tabulación de
los resultados
para aplicar
técnicas
estadísticas
Presentación
de las
conclusiones
del
diagnóstico.
Presentación
de
recomendaciones
del
diagnóstico
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS
Recolección de Datos
C. Tabla de
Observaciones
B. Entrevista
Estructurada
A.
Cuestionario
Validación
de
Expertos
Confiabilidad:
•Piloto Adm de Red USB
•Alfa Cronbach: 0,924
Confiable
Parámetros
observablesCaracterísticas del
entorno
Administradores de
Red Necesidades, estrategias
de la Adm y
características de la
herramienta
RESULTADOS DEL DIAGNÓSTICO
• Indicadores:
Configuración,
Desempeño, Control de
Fallas, Seguridad,
Contabilidad
• Cuestionario, Entrevista
Gestión de
Red
• Indicadores:
Características de
Satisfacción,
Aplicabilidad
• Cuestionario
Herramienta
de Monitoreo• Indicadores
Configuración,
Desempeño, Seguridad y
Contabilidad,
• Tabla de observaciones.
Red
Inalámbrica
CONCLUSIONES DEL DIAGNÓSTICO
En
trevista • Necesidad de
Herramienta de
Monitoreo
Inalámbrico
• Mostrar
cantidad de
usuarios
conectados
• Relevancia
Redes No
Seguras en el
DCyT
Cu
estio
na
rio •Análisis
estadísticos
• Parámetros y
características
deseables
•Relevante usuarios
conectados y redes
por canal
• Interfaz gráfica,
fácil de manejar
•Es aplicable, usuarios
familiarizados
Ob
se
rva
cio
nes •Parámetros
básicos de WLAN
son útiles para
evaluar entorno
•Factores que
afectan:
•Concurrencia
de redes
•Señales
intermitentes,
•Inestabilidad en
la distancia,
buen servicio en
la cercanía
RECOMENDACIONES DEL DIAGNÓSTICO
Se recomienda presentar un diseño y elaborar una
herramienta que permita apoyar a los administradores
de redes inalámbricas, que cumpla con los
requerimientos identificados en el diagnóstico.
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
Se identificó la posibilidad real de ejecución de lapropuesta, recursos necesarios para la elaboración de laherramienta propuesta
Operativa
Posibilidad de que un usuario
maneje la herramienta
Dirigida principalmente
Administradores de Red
Cuentan con el nivel de
conocimiento básico
Se determinó que existe
demanda de la herramienta
Disponibilidad
de los
recursos de
hardware, que
cumplan con
los estándares
Herramientas
para el
desarrollo de
software
Versiones de
Sistema
Operativo
Evaluación de
modos de
operación de
las tarjetas
inalámbricas
Técnica
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
Financiera
Los costos para el desarrollo de la herramienta pueden serasumidos.
Se cuenta con el equipamiento de hardware.
Se estimó el costo del desarrollo, estuvo a cargo del autor.
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
Descripción
Cantidad
(Horas)
Costo
(Bs)
Costo Total de
Desarrollo del
Software (Bs)
Horas de Programación 140 18,80 2.632,00
Recursos Disponibilidad
Recursos Humanos Cantidad
Especialistas en Sistemas de Información
Usuarios Finales
1
1
Recursos Hardware
Computadores Portátiles con Procesador Core 2 Duo,
Memoria RAM Superior a 2Gb. HD superior a 180GB
Tarjetas Inalámbricas
Access Point/Router
2
2
3
Recursos Software
Sistema Operativo Windows XP SP 2
Sistema Operativo Windows Vista SP 2
Plataforma De Programación Visual .Net, C#
Software Development Kit (SDK), con Framework 3.5
Native Wifi API,
Managed Wifi API
1
1
1
1
1
1
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
Recursos requeridos y disponibilidad para el proyecto
PROPUESTA DEL ESTUDIO
Solución desarrollada para el problema planteado
PROPUESTA
Dar solución a la problemática presentada en la
administración de las redes, a través del diseño de
una herramienta de software, que permita el
monitoreo de ciertos parámetros de las redes
inalámbricas, considerados importantes durante la
fase diagnóstica, en el apoyo a la labor del
administrador.
DISEÑO Y CODIFICACIÓN
Documentación.
Evaluación de Aplicaciones.
Determinación de Materiales.
Configuración del entorno de Desarrollo.
Elaboración del Software.
Plataforma Utilizada
Sistema operativo
Framework 3.5.
Entorno de programación Visual Studio 2008.
Lenguaje de programación
Librería de clases de código abierto Managed Wifi,
basada en Native Wifi.
DESCRIPCIÓN DE LA HERRAMIENTA
Parámetros de redes inalámbricas e información deequipos conectados.
Valores en tiempo real: parámetros de conexión de lasredes detectadas.
Valores por selección: equipos conectados a undispositivo de interconexión.
Información por red y Canales en tabla, y gráfica.
Interfaz gráfica y amigable.
DIAGRAMA DE PROCESO
Gráficas Disponibles Fortaleza, Calidad, Número de Usuarios por Red
Fortaleza, Calidad, Número de Usuarios por Red por Canal.
Relación Usuarios/Calidad de Señal: Se muestra el número de usuarios y calidad de Señal por cada red detectada.
Se muestran por franjas los valores del parámetro: Alta,Media, Baja.
Parámetro por CanalParámetro por Red
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
De acuerdo al desarrollo del trabajo y basándose en
las experiencias alcanzadas, y al análisis realizado
sobre los resultados obtenidos se llega a las
conclusiones del proyecto
CONCLUSIONES
Varios modos de operación, no se requirió
modo promiscuo
Parámetros básicos de conexión: fortaleza,
calidad de la señal, canal, número de usuarios
Factible Operativa, Técnica y Financiera
Existen librerías para acceder a las funcionalidadesinalámbricas
Diseño según necesidades planteadas,
con lenguaje de alto nivel
La herramienta cumplió
satisfactoriamentela evaluación
RECOMENDACIONES
Trabajar con redes
seguras, y obtener los parámetros
con autenticació
n, para adaptarse a
otros entornos y a
cambios futuros
Diseñar la herramienta para permitir
la gestión inalámbrica desde otros dispositivos
Incorporar el manejo valores
históricos y almacenamiento
de escenarios
Utilizar las mediciones obtenidas
para evaluar los
parámetros y observar
relaciones entre
variables
Investigación experimental
con otros elementos,
mediciones y para
formalizar valores:
Buen desempeño
de la red, número alto de usuarios, y metodologías
A medida que aumenta la densidad de redes inalámbricas WIFI en
las ciudades,… se hace cada vez más necesaria una herramienta
para monitorear el espacio de Radio Frecuencia. Es importante
insistir, que sin esta ayuda, será imposible gestionar una red
inalámbrica de manera profesional y organizada”
(VirusProt, 2009)