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Memòries del Programa de XARXES-I3CE de qualitat, innovació i investigació en docència universitària.
Convocatòria 2018-19
Memorias del Programa de REDES-I3CE de calidad, innovación e investigación en docencia universitaria.
Convocatoria 2018-19Rosabel Roig-Vila (Coord.)
Jordi M. Antolí Martínez, Asunción Lledó Carreres, Neus Pellín Buades (Eds.)
UA UNIVERSITAT D’ALACANT
Institut de Ciències de l’EducacióInstituto de Ciencias de la EducaciónICE
Memòries del Programa de Xarxes-I3CE de qualitat, innovació i investigació en
docència universitària. Convocatòria 2018-19
Memorias del Programa de Redes-I3CE de calidad, innovación e investigación
en docencia universitaria. Convocatoria 2018-19
Rosabel Roig-Vila (Coord.), Jordi M. Antolí Martínez, Asunción
Lledó Carreres, Neus Pellín Buades (Eds.)
2019
Memòries de les xarxes d’investigació en docència universitària pertanyent al ProgramaXarxes-I3CE
d’Investigació en docència universitària del curs 2018-19 / Memorias de las redes de investigación en
docencia universatira que pertence al Programa Redes -I3CE de investigación en docencia universitaria
del curso 2018-19
Organització: Institut de Ciències de l’Educació (Vicerectorat de Qualitat i Innovació Educativa) de la
Universitat d’Alacant/ Organización: Instituto de Ciencias de la Educación (Vicerrectorado de Calidad e
Innovación Educativa) de la Universidad de Alicante
Edició / Edición: Rosabel Roig-Vila (Coord.), Jordi M. Antolí Martínez, Asunción Lledó Carreres, Neus Pellín Buades (Eds.)
Comité tècnic / Comité técnico: Neus Pellín Buades
Revisió i maquetació: ICE de la Universitat d’Alacant/ Revisión y maquetación: ICE de la Universidad de
Alicante
Primera edició: / Primera edición: Novembre 2019
© De l’edició/ De la edición: Rosabel Roig-Vila , Jordi M. Antolí Martínez, Asunción Lledó Carreres &
Neus Pellín Buades.
© Del text: les autores i autors / Del texto: las autoras y autores
© D’aquesta edició: Institut de Ciències de l’Educació (ICE) de la Universitat d’Alacant / De esta
edición: Instituto de Ciencias de la Educación (ICE) de la Universidad de Alicante
ISBN: 978-84-09-15746-4
Qualsevol forma de reproducció, distribució, comunicació pública o transformació d’aquesta obra només
pot ser realitzada amb l’autorització dels seus titulars, llevat de les excepcions previstes per la llei.
Adreceu-vos a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necessiteu
fotocopiar o escanejar algun fragment d’aquesta obra. / Cualquier forma de reproducción, distribución,
comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización de sus
titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos
Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra.
Producció: Institut de Ciències de l’Educació (ICE) de la Universitat d’Alacant / Producción: Instituto de
Ciencias de la Educación (ICE) de la Universidad de Alicante
EDITORIAL: Les opinions i continguts dels resums publicats en aquesta obra són de responsabilitat
exclusiva dels autors. / Las opiniones y contenidos de los resúmenes publicados en esta obra son de
responsabilidad exclusiva de los autores.
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ISBN: 978-84-09-15746-4
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23. Creación de nuevos escenarios prácticos para redes de comunicación
J. Ortiz Zamora, J.J Galiana, J. López Martí, V. Alavés Baeza
Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal
I. Sentana Gadea
Departamento de Expresión Gráfica, Composición y Proyectos
E. Rincón Carrero
Estudiante de 3er curso del Grado en Sonido e Imagen en Telecomunicación. Especialidad en
Sonido e Imagen
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]; E,[email protected]
Escuela Politécnica Superior
Universidad de Alicante
RESUMEN (ABSTRACT)
En esta memoria se describe la investigación educativa realizada para la creación de nuevos
escenarios prácticos en redes de comunicación. La motivación de este trabajo se debe a la
limitación tecnológica de los escenarios actuales. En los próximos cursos se hacia necesario
introducir entornos de simulación más complejos y cercanos a la realidad de las redes de
datos actuales. Después de un planteamiento de necesidades especiales se ha realizado el
trabajo propuesto. Un total de tres nuevos escenarios han sido implementados gracias a la
configuración avanzada de la herramienta GNS3 conocida como entorno de virtualización
VMWare. Todos ellos se analizan y discuten en este trabajo. La creación de estas nuevas
topologías y su versatilidad a cambios o personalizaciones por grupo de alumnos permite una
batería de nuevas propuestas prácticas para los alumnos suficiente para un par de cursos
académicos. Se ha conseguido, mediante una propuesta consensuada y realista de topologías
un enfoque más realista y actual de las redes.
Memorias del Programa de Redes-I3CE de calidad, innovación e investigación en docencia universitaria. Convocatoria 2018-19
ISBN: 978-84-09-15746-4
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Palabras clave:
Redes de comunicación, Ingeniería en Sonido e Imagen, GNS3, VMWare.
1. INTRODUCCIÓN
1.1 Problema/cuestión
El uso de software virtual por parte de las materias prácticas de las universidades no se puede
considerar una novedad hoy en día. Lo que si puede destacarse es cómo emplear el software
elegido, en qué contenidos concretos y cómo la combinación de estos dos factores puede
mejorar la docencia de la asignatura, además de flexibilizar el trabajo, tanto para el docente
como para el estudiante. En nuestro caso, en la asignatura Redes de la Ingeniería en Sonido e
Imagen los alumnos realizaban las prácticas hasta el curso 2015/2016 en el laboratorio L24 de
la EPS. Dicho laboratorio disponía de equipos de red y de una topología de red expresamente
diseñada para las asignaturas relacionadas con las redes de comunicación y computación. En
la figura 1 se muestra la topología de este laboratorio, compuesto por equipos de
interconexión de diferente nivel de red, como serían los switch (nivel 2 de red) y los
encaminadores (nivel 3 de red), así como estaciones de trabajo, siendo éstas equipos PC y
Linux.
Figura 1. Topología física del laboratorio L24 de la EPS.
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Con esta infraestructura los estudiantes podían experimentar diferentes situaciones reales y
casos concretos para la asimilación de los descriptores y contenidos relacionados con la
temática de las redes de comunicación. El problema de esta situación es que los estudiantes
debían finalizar las prácticas durante las clases presenciales y no tenían posibilidad de realizar
pruebas o experimentar las situaciones propuestas desde otra ubicación y/o a su propio ritmo.
Aparte de este problema está el relacionado con la obsolescencia de los equipos, muchos de
ellos con más de 15 años de vida. La imposibilidad de actualizar el laboratorio para que
simulara entornos de red actuales, debido a las limitaciones presupuestarias, se hacía patente
desde los últimos cursos académicos.
La introducción en la docencia de software de simulación ha permitido solucionar los
problemas anteriores, además de aportar otras ventajas tanto para el alumno (que puede llevar
su propio ritmo) como para la Universidad, ya que la simulación reproduce escenarios de red
que son difíciles de implantar en un laboratorio, o bien suponen un gasto económico difícil de
afrontar por las Universidades por la vertiginosa actualización de los equipos para tal fin.
1.2 Revisión de la literatura
En la simulación de las redes de comunicación hemos podido encontrar diferente software
que a continuación comentaremos. Por ejemplo, se puede destacar el uso de CORE Common
Open Research Emulator, desarrollado desde un laboratorio de investigación naval de los
Estados Unidos. Entre sus características, Ahrenholz et al. (2008) destacan el hecho de ser un
software muy escalable y configurable. IMUNES Integrated Multiprotocol Network Emulator
Simulator, es un software de red integrada multiprotocolo, que tal y como describen Djurak et
al. (2005) emula y simula redes basadas en IP y que se ejecuta bajo sistema operativo
FreeBSD. Este software, desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de
Zagreb, destaca por usar dos modos de trabajo; el modo edición (empleado para construir y
configurar topologías de red) y el modo ejecución cuya finalidad es la simulación de la red.
OPNET es otro ejemplo de simulador de red que, pese a su lentitud en ejecución, proporciona
un entorno virtual que modela el comportamiento de una red por completo, tal y como se
describe en Chang (1999). Por último, podemos citar a Packet Tracer de CISCO System. Se
trata de una potente herramienta del popular fabricante de encaminadores para el aprendizaje
y simulación de redes. Este software es empleado por los instructores y alumnos del programa
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de certificaciones de red CCNA. Packet Tracer permite la actividad multiusuario, como así se
detalla en Smith et al. (2010).
Después de estudiar diferentes alternativas existentes, el software elegido para nuestra
asignatura fue GNS3 Graphical Network Simulator, pues tal y como se recoge en Grossmann
(2008), este software ofrece total compatibilidad con Wireshark (el software empleado de
forma rutinaria en la asignatura), además permite una ejecución multiplataforma (en cualquier
sistema operativo) y la emulación de encaminadores CISCO, así como de enlaces y nodos
terminales suficientes para el propósito de nuestras prácticas (servidores y máquinas cliente
tipo host o virtuales). GNS3 además es empleado cada vez por muchas universidades para el
estudio de las materias relacionadas con telemática, desplazando a software “propietario” más
rígido como es Packet Tracer.
1.3 Propósitos/Objetivos
Desde la introducción de este software en el curso 2015/2016 las redes de datos siguen
evolucionando y por ello se hace necesaria una actualización de las prácticas para abarcar
aspectos más avanzados con respecto a los que se imparten actualmente. Es por esta razón que
los profesores que imparten la asignatura plantean una mejora docente que, con el soporte del
Instituto de Ciencias de la Educación, se realiza durante este curso 2018/2019 para ser
implantada durante el próximo curso 2019/2020. En relación con esta mejora, deseamos
cambiar el modo de virtualización de la herramienta, pues la actual configuración en modo
VirtualBox no permite avances significativos en nuevos y complejos escenarios debido a sus
limitaciones. Por lo tanto, lo primero es proponer el cambio de funcionamiento a modo
VMWare, una vez activada esta configuración ya será posible el planteamiento de tres nuevos
escenarios que completarán los existentes empleados en la asignatura hasta la fecha.
2. MÉTODO
2.1. Descripción del contexto y de los participantes
Redes es una asignatura perteneciente al tercer curso de la Ingeniería en Sonido e Imagen en
Telecomunicación de la Universidad de Alicante. Aun tratándose del tercer curso, Redes es la
primera asignatura relacionada con el campo de la telemática o las redes de comunicación y/o
computadores que afrontan los alumnos de esta Ingeniería. La docencia de la asignatura se
divide en parte teórica y parte práctica. Cada parte aporta el 50% de la nota final de la
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asignatura. En la parte teórica se estudia básicamente el modelo de redes o arquitectura OSI,
descrito ampliamente por Zimmermann (1980). En la parte práctica se estudia el modelo
TCP/IP, modelo práctico que se detalla en Forouzan (2002). Aunque se trata de diferentes
protocolos de comunicación, ambas partes se complementan pues, si bien OSI no posee
implementación práctica, TCP/IP contiene muchas referencias recogidas en OSI para partes
de su desarrollo.
A continuación, en la tabla 1 se muestra el título y contenido de las cuatro prácticas
actuales que se distribuyen en las quince semanas del primer cuatrimestre en el que se imparte
la asignatura. Junto al número de la práctica aparece la duración en semanas de cada una. En
total suman 14 semanas, de un total de 15 del curso académico, pero en este sentido tenemos
que indicar que la primera semana se realiza la presentación e introducción de GNS3 para el
alumno.
Tabla 1. Contenido de las prácticas de Redes hasta el curso 2018/2019
Título Contenido
Práctica 1
3 semanas
Introducción a TCP/IP sobre tecnología Ethernet. Introducción a TCP/IP.
Trama de nivel de enlace Ethernet.
Direccionamiento MAC e IP.
Analizador de protocolos.
Práctica 2
4 semanas
Protocolos IP e ICMP. Descripción del protocolo IP.
Creación de subredes.
Descripción de ICMP.
Práctica 3
3 semanas
Encaminamiento y gestión de red. Encaminamiento y gestión de red.
Tablas de encaminamiento.
Protocolo RIP.
VLAN.
Práctica 4
4 semanas
Nivel de transporte en TCP/IP y servicios de nivel
superior.
Análisis de diferentes protocolos y servicios
de nivel superior: TCP, UDP, DHCP y
NAT.
Fuente: Guía docente de Redes 2017/2018. Universidad de Alicante
En esta investigación se propone modificar el contenido práctico de la asignatura
para dar cabida a los nuevos planteamientos y ejercicios más complejos de redes. En
concreto, las prácticas propuestas a partir del curso 2019/2020 serían las que a continuación
se observan en la tabla 2. El número de semanas que conlleva la realización de cada práctica
aparece junto al número de la práctica.
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El cambio de contenido de las prácticas sólo es posible gracias al cambio en el modo
de virtualización de la herramienta. Tal y como hemos comentado anteriormente, GNS3 ha
sido empleado en la asignatura haciendo uso de la virtualización VirtualBox. Se trata de una
aplicación de virtualización de plataforma cruzada; esta aplicación se instala en un
ordenador basado en procesador AMD o x86 que esté ejecutando un sistema operativo
Windows, Mac, Linux o Solaris y permite la capacidad de ejecutar, en diferentes máquinas
virtuales múltiples sistemas operativos al mismo tiempo. Es una solución gratuita de código
abierto ofrecida por la multinacional de software Oracle. Su ventaja principal es la
instalación y respuesta óptica a requerimientos de virtualización sencillos. Es decir, funciona
muy bien en topologías básicas. Sin embargo, si necesitamos hacer uso de opciones
avanzadas de los equipos que estamos virtualizando, servicios en la nube o una simulación
con multitud de máquinas, la opción elegida debe ser otra más robusta conocida como
VMware. Se trata, sin duda, de la plataforma líder de la virtualización. Esta plataforma es la
más avanzada del sector de la virtualización permitiéndonos desde virtualizar sistemas
operativos localmente hasta poder gestionarlos a través de la red como si se tratase de una nube.
El propio software GNS3 recomienda esta opción cuando lo estamos configurando, tal y como
se puede ver en la figura 2.
Figura 2. Configuración de la virtualización de GNS3. Opciones disponibles.
Una vez configurado el software GNS3 con la virtualización más avanzada (VMWare)
ya es posible el planteamiento de nuevos escenarios de redes más modernos y actuales.
Después de un análisis del contenido práctico actual de la asignatura, podemos seguir
empleando parte de la primera práctica, así como de la segunda (pues son básicas para el
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alumno y para la comprensión de conceptos básicos de la asignatura). En este sentido
destacamos como la primera práctica para el próximo curso 2019/2020 pasa de 3 a 4 semanas
al unirse las dos primeras prácticas del curso anterior en una sola práctica (seleccionando
parte del contenido). La Práctica 2, titulada “Protocolos de encaminamiento en red”,
introducirá como novedad el protocolo de encaminamiento OSPF, Open Shortest Path First.
Se trata de un protocolo de red para encaminamiento jerárquico de pasarela interior que
emplea el algoritmo de Dijkstra para calcular la ruta más corta entre dos nodos. De esta forma
se podrán comparar dos algoritmos de encaminamiento y evaluar cual de los dos es el idóneo
según la topología de red.
En la Práctica 3 se emplea contenido de la Práctica 3 y 4 del curso anterior, pero se introduce
como novedad el servicio avanzado NAT, Network Address Translation. Por último, la Práctica 4,
titulada “Servicios de gran carga de datos FTP” constituye una práctica fundamental en la asignatura al
simular el trabajo real que alumnos de Imagen y Sonido desarrollarán en su etapa profesional, al
emplear la red para subir y alojar en la “nube” ficheros multimedia de gran tamaño. En la Tabla 2 se
presenta un resumen del nuevo contenido práctico de la asignatura para el próximo curso 2019/2020.
Tabla 2. Contenido de las prácticas de Redes hasta el curso 2019/2020
Título Contenido
Práctica 1
4 semanas
Introducción a TCP/IP. Protocolo IP y subredes. Introducción a TCP/IP y GNS3.
Direccionamiento MAC e IP.
Descripción del protocolo IP.
Creación de subredes.
Práctica 2
3 semanas
Protocolos de encaminamiento en red. Descripción de los protocolos de
encaminamiento RIP y OSPF.
Práctica 3
4 semanas
Configuración de red VLAN y servicios avanzados de
red DHCP y NAT.
Configuración red VLAN.
Servicios avanzados de red: DHCP y NAT.
Práctica 4
3 semanas
Protocolo de transferencia de ficheros FTP. Simulación del protocolo de descarga
masiva de datos FTP File Transfer Protocol
sobre GNS3.
2.2. Instrumento utilizado para evaluar la experiencia educativa
Una vez implementados los nuevos escenarios se evaluarán mediante el coste de su
realización en tiempo y la medición de su complejidad. A esta actividad la hemos
denominado “chequeo” de la actividad propuesta. En este chequeo o comprobación de la
actividad (topología / modo de trabajo GNS3) participarán tanto el miembro de la red que
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lidera la actividad como otros investigadores, así como el alumno con el que contamos en
nuestra investigación. En el chequeo de la actividad se plantearán las cuestiones o ejercicios
que se incluirán en el boletín de la futura práctica que lo acogerá. Asimismo, nos
preguntaremos si el escenario, tal y como está diseñado, es idóneo para la actividad docente
que se quiere realizar.
2.3. Descripción de la experiencia
Tal y como se detallo anteriormente, el equipo de trabajo compuesto por los investigadores de
esta red docente estimó un total de tres nuevos experimentos para su implementación futura
por parte de los alumnos de la asignatura. La realización de los nuevos experimentos implica
su implementación y simulación en GNS3, algo que se describe a continuación:
Protocolo de encaminamiento OSPF, Open Shortest Path First
Se trata del protocolo del primer camino más corto. Compite en el mercado de las redes con el
protocolo RIP, Routing Information Protocol que hasta ahora era el único que se explicaba en
la asignatura. Para la implementación del protocolo en GNS3 se ha realizado una topología
modelo que se puede observar en la figura 3. Se trata de una topología con cinco
encaminadores emplazados de tal forma que tres de ellos simulen un backbone de Internet
dentro del cual poder ejecutar el protocolo OSPF.
Figura 3. Topología realizada en GNS3 para simular el protocolo OSPF.
A continuación, a modo de ejemplo, se describe la programación necesaria del Router
3 (R3) dentro de GNS3 para activar el protocolo OSPF:
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R3(config-if)#int f0/1
R3(config-if)#ip add
R3(config-if)#ip address 10.0.13.0 255.255.255.224
R3(config-if)#no shu
R3(config-if)#exit
R3(config-if)#int f0/0
R3(config-if)#ip add
R3(config-if)#ip address 10.0.23.0 255.255.255.224
R3(config-if)#no shu
R3(config-if)#exit
R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#router-id 3.3.3.3
R3(config-router)#net
R3(config-router)#network 10.0.13.0 0.0.0.24 area 0
R3(config-router)#network 10.0.23.0 0.0.0.31 area 1
R3#copy running-config st
R3#copy running-config startup-config
Destination filename [startup-config]?
Building configuration...
Protocolo de encaminamiento NAT, Network Address Translation
El NAT o Traducción de Direcciones de Red es un mecanismo que permite que múltiples
dispositivos compartan una sola dirección IP pública de Internet, ahorrando así millones de
direcciones públicas a las organizaciones en red. Las direcciones IP’s públicas son las que son
reconocidas y válidas en Internet por el IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Las
IP’s públicas son fáciles de reconocer porque están fuera de los rangos que son considerados
privados y que cualquier organización puede emplear de forma interna. La creación de este
servicio NAT supuso una verdadera revolución en su momento y en cierto modo un alivio
para las empresas que desean tener su presencia en Internet de redes, al no requerir tantas
direcciones públicas como máquinas propias quisieran conectadas a la red global.
El servicio NAT se ejecuta en los routers o encaminadores que deben ser programados
correctamente para que en ellos se realice una conversión de direcciones: los datagramas
cambiarán su dirección IP origen y/o IP destino en función de lo que determite el router por el
que pasan. En la figura 4 se muestra la topología realizada en GNS3 para simular el servicio
NAT.
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Figura 4. Topología realizada en GNS3 para simular el servicio NAT.
A continuación, a modo de ejemplo se describe la programación en GNS3 para activar
el servicio NAT en el router CISCO ASA (ASA4-1) que traducirá las direcciones IP
internas 10.1.0.0/16 por la dirección 192.168.137.250:
Ciscoasa#interface GigabitEthernet0
Ciscoasa#nameif inside
Ciscoasa#security-level 100
Ciscoasa#ip address 10.1.0.250 255.255.255.0
Ciscoasa#interface GigabitEthernet2
Ciscoasa#nameif outside
Ciscoasa#security-level 0
Ciscoasa#ip address 192.168.137.250 255.255.255.0
Ciscoasa#route outside 0.0.0.0 0.0.0.0 192.169.137.1.1
Ciscoasa#route inside 10.0.0.0 255.0.0.0 10.1.0.1.1
Protocolo de transferencia de ficheros FTP, File Transfer Protocol
El protocolo FTP File Transfer Protocol es un protocolo de red para la transferencia
de archivos entre sistemas conectados a Internet basado en una arquitectura cliente /
servidor. Desde un equipo cliente se puede conectar a un servidor para descargar
archivos desde él o para enviarle archivos, independientemente del sistema operativo
utilizado en cada equipo. El servicio FTP es ofrecido por la capa de aplicación del
modelo TCP/IP.
En la figura 5 se muestra la topología realizada en GNS3 para simular el servicio FTP.
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Figura 5. Topología realizada en GNS3 para simular el servicio FTP.
A continuación, a modo de ejemplo se describe la programación en GNS3 para activar el
protocolo FTP en el equipo correspondiente:
R1(config)#ip ftp server
R1(config)#ip ftp secure-server
R1(config)#ip ftp authentication local
R1(config)#ip ftp timeout-policy idle 600 86400 request 10000
R1(config)#username ejemploICE privilege 15 secret acsi 250.255.255.255
R1(config)#line vty 0 4
R1(config-line)#privilege level 15
R1(config-line)#login local R1
R1(config-line)#transport input ssh
R1(config-line)#end
3. RESULTADOS
En este punto analizamos los resultados obtenidos en el chequeo de las actividades que hemos
propuesto como mejora de las prácticas de la asignatura de Redes. Se van a considerar
diferentes parámetros como son el tiempo de realización de la topología, nivel de
complejidad, así como nuevos ejercicios que podrán plantearse con las nuevas topologías y
que formarán parte del boletín de prácticas para el curso 2019/2020. En este punto se
muestran los resultados obtenidos en la ejecución y chequeo de los nuevos escenarios de red.
Estos resultados hacen referencia únicamente a las practicas 2, 3 y 4 que son las que
incorporan nuevos contenidos con respecto al curso anterior.
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Práctica 2. Protocolos de encaminamiento en red.
o Porcentaje de contenido original de la práctica: 50%
o Nivel de complejidad del nuevo contenido (escala 0-10)2: 7.
o Tiempo de realización:
45 minutos para la creación de la topología.
2 horas y 30 minutos para realizar las cuestiones de la práctica
o Cuestiones relacionadas con el nuevo contenido:
Ejercicio 1. Implementa la topología que se adjunta en el enunciado de la práctica para
emular el funcionamiento del protocolo OSPF. Comprueba todas las
conexiones de red.
Ejercicio 2. Programa la tabla de encaminamiento del router R1 de forma que los paquetes
que entren al router con destino R5 pasen obligatoriamente por R3.
Ejercicio 3. Activa el protocolo de encamiento OSPF en los routers R1, R2 y R3. Una vez
realizada está activación envía un datagrama desde el router R4 al router R5
¿Qué ruta siguen los paquetes?
Ejercicio 4. Desactiva el protocolo de encaminamiento OSPF en R2 y sustituyelo por RIP.
¿Qué sucede en este caso para el datagrama anterior?
Ejercicio 5. A partir de la configuración del Ejercicio 2, realiza el envío de un datagrama
desde R5 hacia R4. ¿Qué camino siguen los paquetes? ¿Tiene sentido este
resultado con respecto a los datos del Ejercicio 3?
Ejercicio 6. Programa un envío continuo y selectivo de paquetes que simule la descarga de
la Web. Este envío debe durar unos 3 minutos, desde R4 hacia R5. Comprueba
la tasa de eficiencia del envío de los datagramas.
Ejercicio 7. Repite el ejercicio anterior pero esta vez desactiva el protocolo OSPF después
de un minuto. Muestra la tabla de trayectorias de datagramas y explica el
resultado.
Ejercicio 8. Realiza un análisis estadístico del funcionamiento del protocolo OSPF y
compáralo con los resultados de RIP. ¿Cuál es más rápido? ¿Cuál logra mayor
eficiencia en la red?
Práctica 3. Configuración de red VLAN y servicios avanzados de red DHCP y NAT
o Porcentaje de contenido original de la práctica: 30%
o Nivel de complejidad del nuevo contenido, (escala 0-10): 8,5.
o Tiempo de realización:
50 minutos para la creación de la topología.
2 horas y 30 minutos para realizar las cuestiones de la práctica
2 Siendo “0” complejidad nula y “10” máxima complejidad.
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o Cuestiones relacionadas con el nuevo contenido:
Ejercicio 1. Implementa la topología que se adjunta en el enunciado de la práctica para
emular el funcionamiento del servicio NAT en GNS3. Comprueba que
funcionan todas las conexiones de red, especialmente la conexión con la nube
exterior.
Ejercicio 2. Activa el servicio NAT en el router CISCO ASA de forma que los paquetes que
entren al router hacia el destino exterior (nube) cambien su IP origen por la del
lado “outside” del router. Indica los pasos que has seguido para esta activación.
Ejercicio 3. Envía una secuencia aleatoria de 100 datagramas desde el equipo PC1 hacia
posibles destinos ubicados en la nube exterior Cloud2. Visualiza la tabla NAT
del router CISCO ASA e indica cual es el valor de las columnas “inside global”
e “inside local” de todos los datagramas. ¿Qué puedes afirmar acerca del
número de puerto de esos datagramas?
Inside global | inside local | outside local | outside global
Ejercicio 4. A continuación, se pide ampliar la configuración NAT del router CISCO ASA
de forma que también realice una conversión de direcciones externas. ¿Dónde
suele emplearse este tipo de servicios NAT? Repite el ejercicio 3 y visualiza la
tabla NAT. ¿Qué puedes indicar ahora sobre el valor de las columnas “outside
global” y “outside local”?
Ejercicio 5. Configura de nuevo NAT de forma que siempre se use el mismo número de
puerto en los datagramas que tienen como destino el exterior de nuestra red.
Repite el Ejercicio 3 y observa lo que sucede. ¿Crees que es correcto el error en
el sistema?
Ejercicio 6. Diseña una nueva configuración NAT en el router CISCO ASA de forma que
ahora podamos disponer de un “pool” de direcciones IP de salida. Es suficiente
con que configures 3 ó 4 IP’s de salida. Repite el Ejercicio 3 y observa las
columnas de NAT.
Ejercicio 7. En esta ocasión se pide ampliar el servicio NAT al router R1, de forma que se
realicen dos traducciones NAT jerarquizadas por parte de los datagramas que
tienen como origen PC1 y como destino cualquier servicio en la nube externa.
Para ello deberás modificar la dirección en la parte “outside” del router R1.
Comprueba las tablas NAT con el envío de varios paquetes a los servicios
externos. ¿Qué ocurre en el tiempo de respuesta medio de los datagramas para
el mismo servicio que se solicitó en el Ejercicio 3?
Ejercicio 8. Analizando los resultados de la pregunta anterior, ¿qué ocurre en las redes
cuando los proveedores de Internet realizan un anidamiento de servicios NAT
para ahorrar direcciones públicas? En este sentido, ¿qué crees que tienen en
común muchos proveedores de Internet de “bajo coste” si los comparamos con
proveedores de referencia en el sector?
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Práctica 4. Protocolo de transferencia de ficheros FTP
o Porcentaje de contenido original de la práctica: 100%
o Nivel de complejidad del nuevo contenido (escala 0-10): 7.
o Tiempo de realización:
40 minutos para la creación de la topología.
2 horas para realizar las cuestiones de la práctica
o Cuestiones relacionadas con la práctica:
Ejercicio 1. Implementa en GNS3 la topología facilitada en el enunciado de la práctica para
simular servicios de gran carga de datos. Observa los routers presentes en la
topología, tendrás que configurar correctamente las tablas de rutas de todos
ellos para que los datagramas que salen de la máquina “Re” se dirijan a R1
pasando por R5 y R3. Comprueba las conexiones.
Ejercicio 2. Envía una secuencia corta de datagramas correspondiente a un fichero de texto
de pequeño tamaño hacia la máquina servidora de FTP. ¿Han llegado todos
ellos de forma ordenada? ¿Qué tipo de protocolo de nivel de transporte es el
que permite que esto ocurra?
Ejercicio 3. Explica con un ejemplo visual el proceso de conexión y desconexión FTP que
se realiza en el ejercicio de la pregunta anterior. ¿Cuántos datagramas
intervienen en el proceso de conexión? ¿Cuál es el valor de MTU que se
negocia en la conexión? ¿Puedes modificar en algún parámetro de las máquinas
este valor? En caso afirmativo explica el proceso.
Ejercicio 4. Realiza las modificaciones necesarias en las tablas de rutas de los
encaminadores presentes en la topología para que los datagramas que circulan
entre el cliente y el servidor sigan un camino diferente en el camino de vuelta
con respecto al camino de ida. En concreto se pide que el camino de vuelta de
los datagramas sea R1 – R2 – R4 – R6 – R5. Verifica el correcto
funcionamiento de la conexión cliente / servidor y compara tiempos de ida y de
vuelta. ¿Qué sentido de la comunicación requiere mayor tiempo?
Ejercicio 5. Activa el protocolo RIP de la práctica anterior en todos los routers de la
topogía. A continuación, observa el camino de los datagramas de ida y de
vuelta en la conexión entre el cliente y el servidor. ¿Qué diferencia significativa
puedes apreciar entre el camino resultante ahora con respecto al Ejercio 4?
Ejercicio 6. En este caso, activa el protocolo OSPF de la práctica anterior en todos los
routers de la topología. A continuación, observa el camino de los datagramas de
ida y de vuelta en la conexión entre el cliente y el servidor. ¿Qué diferencias
significativas puedes apreciar entre el camino resultante ahora con respecto al
obtenido en los Ejercicios 4 y 5? ¿Qué algoritmo de encaminamiento crees que
es más eficiente?
Ejercicio 7. Repite los ejercicios 5 y 6 pero esta vez solicita la descarga desde el servidor de
un fichero de más de 50 Mb en dirección al cliente. ¿Qué ocurre ahora en el
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camino de vuelta de los datagramas? (la vuelta se corresponde con la descarga).
Ejercicio 8. Investiga la posibilidad de alterar el funcionamiento de la conexión FTP para
que los datagramas sigan caminos independientes en la red. ¿Crees que sería
posible modificar algún parámetro en la red para lograrlo?
4. CONCLUSIONES
Esta memoria recoge la experiencia educativa de varios profesores para la creación de nuevos
escenarios prácticos de redes de comunicación y que son necesarios para la evolución de la
asignatura de Redes de la Ingeniería en Sonido e Imagen en telecomunicación. Un total de
tres nuevas topologías junto a una batería de preguntas y casos de prueba se han presentado en
esta memoria. Todas las topologías has sido evaluadas por los miembros de la red. En este
sentido, la tarea realizada por el alumno de tercer curso que superó la asignatura en el primer
cuatrimestre ha sido fundamental. Gracias a sus indicaciones hemos considerado unos
escenarios realistas en cuanto a su ejecución por parte de los alumnos de los próximos cursos,
asimismo, hemos podido pronosticar tiempos de desarrollo muy realistas para las actividades.
Consideramos, por tanto, muy positiva la participación en el programa de Redes del Instituto
de Ciencias de la Educación de la Universidad de Alicante pues nos ha permitido mantener
reuniones asiduamente para tratar los aspectos desarrollados en nuestra investigación.
5. TAREAS DESARROLLADAS EN LA RED
Todos los miembros de la red han participado activamente en su desarrollo, colaborando entre
ellos en determinadas tareas. Para equilibrar la carga de trabajo se ha elegido a un miembro de
la red para que sea el que lidere la ejecución de la simulación en los nuevos escenarios.
Después, el resto de los miembros de la red han realizado la evaluación de la experiencia
educativa o simulación concreta en cada caso:
PARTICIPANTE DE LA RED TAREAS QUE DESARROLLA
Javier Ortiz Zamora Coordinación general de la red.
Redacción de la memoria final.
Diseño, ejecución y simulación de la
topología NAT, Network address
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translación.
Evaluación de la configuración de GNS3
VMWare implementada por Vicent Alavés
Baeza.
Juan José Galiana Merino Diseño, ejecución y simulación del escenario
FTP, File Transfer Protocol.
Evaluación de la simulación NAT
implementada por Javier Ortiz.
Irene Sentana Gadea Diseño, ejecución y simulación del protocolo
de encaminamiento OSPF, Open Shortest
Path First.
Evaluación de la simulación sobre FTP
realizada por Juan José Galiana Merino.
Vicent Alavés Baeza Configuración avanzada del software GNS3
en modo VMWare.
Evaluación de la simulación del protocolo
OSPF implementado por Irene Sentana.
Enrique Rincón Carrero Realiza la reproducción en su equipo de las
simulaciones propuestas por los miembros de
la red, además de la nueva configuración
avanzada de GNS3. Reporta tiempos de
ejecución, así como dudas o problemas en la
realización de las preguntas y ejercicios.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Ahrenholz, J. Danilov, C. Henderson, T. & Kim, J. CORE (2009). A real-time network
emulator. In Military Communications Conference, MILCOM’08, IEEE (pp. 1-7).
Chang, X., 1999. Network simulations with OPNET. In: WSC’99: Proceedings of the 31st
Conference on Winter Simulation. ACM Press, New York, NY, USA.
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Chappel, L. (2010). Wirehark network analysis: the official Wireshark certified network.
Chappel University.
Djurak N., Mikuc, M., Puljiz, Z. & Zec, M. (2005). Imunes: An integrated multiprotocol
network emulator/simulator. Recuperado de http ://www.tel.fer.hr/imunes.
Forouzan. B. 2002. TCP/IP Protocol Suite (Second Edition). McGraw-Hill.
Grossmann, J., Marsili, B., Goudjil, C., Thamini, X. & Eromenko, A. (2008). GNS3:
Graphical Network Simulator Software. Recuperado de: http//www.gns3.net.
Smith, A. and Bluck. C. 2010. Multiuser Collaborative Practical Learning using Packet
Tracer. The Sixth International Conference on Networking and Services, Cancun,
Mexico.
Zimmermann, H. (1980). OSI Reference Model-The ISO Model of Architecture for Open
Systems Interconnection. IEEE Transactions on Communications, 28(4).