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Un cortafuegos (firewall)
Un cortafuegos (firewall) Internet es una red accesible a todo el mundo, sin ningún requisito de entrada, bastando con tener la conexión a algún proveedor de acceso, por lo que puede ser considerada como insegura. Disposición de router como frontera (firewall) entre redes. Sus protocolos y modo de funcionamiento son conocidos y la manera de acceder a ella muy sencillo. Una red corporativa, diseñada para ser usada en una empresa o grupo de empresas, es muy diferente aunque emplee los mismos protocolos o técnicas de acceso; en este caso, la información que se maneja es un bien inapreciable para la empresa y deben ponerse todos los medios necesarios para garantizar que se utiliza correctamente (conforme a los criterios y políticas de la compañía). Por tanto, en todos aquellos casos en que exista una conexión entre la red de la empresa e Internet, se ha de ser muy cuidadoso para evitar cualquier ataque, activo o pasivo, que pueda venir de del exterior, en este caso de Internet. Ello se puede hacer de muy diversas maneras, y una de ellas en poniendo una barrera de entrada/salida entre ambas redes, que controle la información en uno y otro sentido, barrera que suele estar en el router que sirve para la interconexión. Los routers operan en el nivel 3 (red) de OSI, que incluye una dirección de red y una del dispositivo; ello proporciona innumerables ventajas ya que permite la interoperatividad entre redes diferentes, como pueden ser una CSMA/CD y una Token Ring, o una red WAN, y permite dividir una red en varias subredes, eligiendo el mejor camino para enviar un paquete IP sin la necesidad de mantener extensas tablas que contengan la dirección de todos y cada uno de los dispositivos. Se comunican dinámicamente con los usuarios finales y entre ellos. Firewalls Una aplicación adicional de los routers es actuar como pasarela de seguridad (firewall o cortafuegos) entre la red del cliente y otra red exterior, como pueda ser Internet, creando una frontera inexpugnable entre ambas. Con ello se pretenden proteger las redes corporativas frente a entradas (o salidas) no autorizadas. La posición en la que se coloque el firewall es crítica ya que debe ser en la zona de separación entre lo que se considera la red interna segura y la red externa insegura. Sin embargo, no llegan a proteger frente al ataque de virus o de ciertos aplicativos (applets) en Java o ActiveX. En las aplicaciones de acceso a Internet el firewall se coloca entre la red local (o intranet) e Internet. La regla básica de un firewall es asegurar que todas las comunicaciones entre la red propia e Internet se realicen conforme a las políticas de seguridad de la organización o corporación, para lo que evalúan cada paquete que circula por la red (paquetes que atraviesan la frontera entre el interior y el exterior de la red). Además, estos sistemas conllevan características de privacidad, autenticación, etc. Las técnicas usadas en la construcción de un firewall, son básicamente tres, y la mayor parte incorporan una combinación de ellas para dar una mayor seguridad. Filtrado de Aplicaciones (Applications filtering) Los firewalls que son aplicaciones cliente-servidor y que trabajan al nivel 7 de OSI simulan procesos de aplicación, contraseñas y verificación. Estos dispositivos no tratan los paquetes entre los interfaces a nivel 3, sino que disponen de programas específicos para cada protocolo, por lo que, debido a su complejidad, son poco eficientes, pero muy seguros. – Examinan el contenido de nivel de aplicación de todos los paquetes y ofrecen servicios Proxy. Es el extremo opuesto al filtrado de paquetes. En lugar de basarse en el filtrado del flujo de paquetes, tratan los servicios por separado, utilizando el código adecuado para cada uno. Es probablemente el sistema más seguro, ya que no necesita tratar complicadas listas de acceso, y centraliza en un solo punto de gestión los servicios. Las pasarelas a nivel de aplicación son prácticamente la única solución efectiva para el tratamiento seguro de aquellos servicios que requieren permitir conexiones iniciadas desde el exterior (servicios como FTP, Telnet, Correo Electrónico). En realidad, lo que se utiliza es una puerta de acceso para cualquier servicio. Al ser esta puerta de uso obligatorio, podemos establecer en ella los criterios de control que queramos. Atravesada la puerta, puede ocurrir que la propia pasarela de nivel de aplicación ofrezca el servicio de forma segura o que establezca una conexión con el ordenador interno que realmente ofrece el servicio, teniendo en cuenta que éste último deber estar configurado para aceptar conexiones tan solo desde nuestra pasarela de nivel de aplicación para este servicio. Filtrado de Paquetes (Packet Filtering) En este caso se trabaja examinando los paquetes IP y decidiendo para cada uno si puede atravesar el firewall, en función de sus parámetros básicos. El principal problema que presenta el filtrado de paquetes es que no se distingue entre distintas aplicaciones, por lo que unos usuarios se ven condicionados por las limitaciones que se les imponen a otros, que si las necesitan. Su ventaja es la rapidez. – Realizan el filtrado en función de las direcciones IP fuente y destino, número de puerto origen y destino y protocolo usado (TCP, UDP, ICMP). Es la acción que realiza el router para controlar de forma selectiva el flujo de datos hacia y desde una red. Los filtros permiten o bloquean los paquetes, en general mientras se encaminan de una red a otra (normalmente desde Internet a una Intranet y viceversa). El filtrado de paquetes se realiza en base a una serie de reglas estáticas que especifican qué tipo de paquetes van a permitirse y qué tipo van a ser rechazados. Firewalls a Nivel de Circuito (Circuit-level Firewall) Trabajan a nivel de la capa de transporte creando un sistema cliente-servidor de pasarelas (proxies) que actúan filtrando paquetes por protocolos; establecen un control sobre el tráfico de cada protocolo y son específicos para cada uno de ellos, por lo que su eficacia queda disminuida. – Comprueban que cada paquete está asociado a una conexión end-to-end Se basan en el control de las conexiones TCP y actúan como si fuesen un cable de red: por un lado reciben las peticiones de conexión a un puerto TCP, y por otro, establecen la conexión con el destinatario deseado, si se han cumplido las restricciones establecidas, copiando los octetos de un puesto al otro. Este tipo de firewall suelen trabajar conjuntamente con los servidores proxy, utilizados para la acreditación, es decir, comprobaciones sobre máquina fuente, máquina destino, puerto a utilizar. Una acreditación positiva, significa establecer la conexión. Servidor proxy (proxy server) Normalmente, un servidor proxy es un programa que trabaja con servidores externos en nombre de clientes internos. Los clientes proxy se comunican con los servidores proxy, los cuales, a su vez, transmiten solicitudes aprobadas de clientes a servidores auténticos y luego transmiten de nuevo las respuestas a los clientes. Una de las principales ventajas de utilizar un servidor proxy es la capacidad de ocultar la red interna a proteger desde el exterior, debido a que todos los paquetes que atraviesan el proxy, aparecen en el exterior con la dirección de origen del proxy. La ocultación de las direcciones IP internas es una técnica que puede aplicarse sin un servidor proxy, utilizando un gateway o pasarela de traducción de direcciones. Cuando se utiliza un proxy se establecen conexiones separadas desde el servidor hacia cada punto terminal, lo que permite conexiones más seguras con el uso del NAT ya que permite ocultar los detalles del direccionamiento IP interno. En situaciones de tráfico pesado este tipo de firewalls puede convertirse en un cuello de botella en la red, debido a la cantidad de procesos que realiza. Una función que también realizan los servidores proxy es el “caching” local de contenidos web y la de permitir trabajar en la red de empresa con direcciones ilegales (no permitidas) de Internet y evitar la necesidad de declarar éstas al registro NIC de Internet. Los firewalls son parte esencial de cualquier solución de seguridad en redes y para proporcionar la máxima protección contra ataques, a la vez que permiten soportar aplicaciones innovadoras, es importante que estos equipos actúen como parte de una plataforma integral de seguridad. En definitiva, un firewall es un complemento al resto de medidas corporativas que se han de tomar para garantizar la protección de la información y que han de contemplar no solo los ataques externos, sino también los internos, que puede realizar el propio personal, así como todas aquellas aplicaciones que están instaladas y que pueden tener agujeros por los que se puedan colar los intrusos. En seguridad toda medida es poca y hay que estar innovando continuamente para no dejar huecos por donde puedan colarse los intrusos, pero como esto no siempre es evitable, se empiezan a utilizar técnicas más sofisticadas e ingeniosas, como es facilitar la entrada a la red pero por caminos falsos que no conducen a nada y que permiten detectar los intentos de intrusión, con lo que se está sobre aviso y es más fácil protegerse. Estas técnicas se denominan “honeypots” o tarros de miel, y consisten en instalar servidores de red específicamente para atraer la atención de los hackers (con errores de configuración) que actúan como trampas, registran sus movimientos y alertan a los administradores de la red de que se está produciendo un intento de violación, con lo cual hay tiempo de reacción para parar el ataque y obtener los datos del hacker para una posterior acción judicial contra él. Estos honeypots parecen un elemento real de red, pero están desactivados para que no se pueda tomar su control desde el exterior, se encuentran en una zona desmilitarizada (al margen del tráfico convencional) y disponen de un cortafuegos dedicado para evitar todo el tráfico saliente en caso de que falle o un experto logre tomar su control. Bit - Nº 129 Sumario Editorial Opinión A Vuelapluma Cataluña Bit a Bit H. Valencianos Display Display Empresa Gente Bit Entrevista Especial Café Redacción GRETEL Perfil Rincón Internet Portal Ingeniería ¿Qué es? Marco Regulador Tecn. y Sociedad Gale. Operadores Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected] En todos aquellos casos en que exista conexión entre la red de la empresa e Internet, se ha de ser muy cuidadoso para evitar cualquier ataque Un firewall es un complemento al resto de medidas corporativas que se han de tomar para garantizar la protección de la información
30 oct 2015
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El servicio de mensajes cortos. SMS
El servicio de mensajes cortos. SMS Existen numerosas situaciones en las que necesitamos comunicarnos con una persona de manera rápida y precisa. No es necesario hacer un despliegue de tecnología, no se trata de aplicaciones multimedia, ni de mensajes de voz, solo necesitamos enviar una nota, un aviso, un mensaje corto. Es para satisfacer esta necesidad por lo que se ha desarrollado el Servicio de Mensajes Cortos o SMS que nos brinda la posibilidad de comunicarnos rápidamente, a través de teléfonos móviles con cualquier otra persona que se encuentre conectada en ese momento, o tan pronto se conecte. Los mensajes SMS han creado un nuevo sistema de comunicación marcado por la abreviación y su enorme flexibilidad, que ha calado hondamente en la población más joven, que incluso ha llegado a inventar un nuevo lenguaje específico, en el que no hay artículos, ni tildes, apenas vocales –solo las imprescindibles– y los signos de interrogación se ponen solo al final. Cuando la comunicación directa con voz no es posible o no la deseamos, la alternativa mejor y más parecida es el mensaje indirecto, normalmente escrito, sí bien desde hace poco también se utiliza el audio. En el moderno mundo de las telecomunicaciones, los mensajes electrónicos se están convirtiendo en una opción de comunicación primaria y la mensajería electrónica, impulsada por la adopción generalizada del correo electrónico (e-mail), el correo de voz y los servicios de mensajes cortos (SMS) en las empresas y el hogar, esta creciendo a un ritmo sin precedentes dada su facilidad de uso y los beneficios que le ofrece al usuario. Algunos consultores pronostican que el volumen de mensajes que circulara por las redes de comunicaciones pronto superara al de la comunicación de voz directa, que asimismo continua creciendo. Hoy, los mensajes electrónicos se realizan en forma de transmisiones de fax, correo de voz, correo electrónico, radio búsqueda y, cada vez más, SMS. Los mensajes cortos de texto de los teléfonos móviles se han convertido, contra todo pronóstico, en una gran fuente de negocio y las operadoras preparan nuevo servicios en torno a esta tecnología, que ya les viene a generar en torno a un 15% de sus ingresos. Telefónica Móviles España ha hecho público en noviembre el dato de que el 40% de las comunicaciones que realizan sus clientes corresponde a mensajes cortos, con una media de SMS facturables al mes de 27 por cliente, a los que se suman otros 6 no facturables. Actualmente en el mundo se transmiten al mes cerca de 20.000 millones de mensajes cortos a través del enormemente popular sistema SMS, sobre todo en la gente joven que utiliza la modalidad de prepago, ya que, en general, cuesta menos mandar un SMS (precio fijo en torno a 25 Ptas./0,15 euros) que mantener una conversación de voz, debido a que se utilizan los canales de señalización y control, en lugar de los de voz. Información interesante se encuentra en http://www.gsmworld.com/ technology/sms.html Cada sistema de mensajería exige una fuente de mensajes, un sistema con memoria para conservarlos, un dispositivo para presentarlos, un sistema de control y, frecuentemente, hay también algún tipo de sistema de notificación de mensaje en espera. La fuente de un mensaje puede ser un terminal de comunicación fijo o sin hilos conectado a redes RTC, RDSI, GSM, TDMA, GPRS, WAP y UMTS o a una gran diversidad de redes basadas en ordenadoras, por ejemplo Internet. Cada medio emplea un sistema de memoria diferente; por ejemplo, el contestador en el hogar, los equipos de correo de voz de las empresas y los bancos de mensajes electrónicos de los ISP. Los dispositivos para recoger los mensaje son similares a los terminales usados para crearlos, es decir, diversos equipos de telefonía fijos o móviles y ordenadores del tipo PC, PDAs, etc. El crecimiento explosivo de la mensajería electrónica producido por la nueva cultura de comunicación comporta nuevos retos y oportunidades para los operadores de redes publicas. Los aspectos mas importantes son la capacidad de la red y las implicaciones de gestionar grandes volúmenes de trafico de datos. Para el usuario final, la diversidad de fuentes de mensajes, de sistemas de almacenamiento, y dispositivos para recogerlos (cada uno con su propia solución) implica que debe conocer el manejo de varios equipos diferentes. Por ejemplo, un usuario puede disponer de un servicio de mensajes de telefonía móvil, un servicio de mensajes de fax, un servicio de mensajes de datos móvil, un contestador en su hogar y un servicio de correo de voz en su empresa. Para poder aprovechar plenamente el potencial de la mensajería, es necesario introducir un cierto orden en este escenario fragmentado. A los operadores de redes publicas, proveedores de servicios y usuarios finales, una solución global (mensajería unificada) les brindaría enormes oportunidades para introducir novedades y funciones de valor añadido. De igual modo, reduciría los costos de propiedad, y de ofrecer servicios nuevos y mas avanzados ¿Qué son los SMS? El servicio de mensajes cortos (SMS) es el servicio inalámbrico aceptado globalmente que posibilita el envío y recepción de mensajes de texto hacia y desde teléfonos móviles y a otros sistemas externos tales como buscapersonas, buzones de voz y diversos dispositivos portátiles, donde el texto puede contener palabras, números o una combinación alfanumérica de caracteres. El SMS fue creado para incorporarlo dentro de GSM que es el estándar europeo para teléfonos móviles digitales y el primero fue enviado hace ya 10 años. En estos momentos disfruta de un desarrollo muy destacado. Se les llama mensajes cortos ya que tienen entre 100 y 250 caracteres de largo (en telefonía celular GSM el límite es de 160 caracteres (70 si se utiliza otro alfabeto distinto del latino, como el chino o el árabe) alfanuméricos, incluidos espacios en blanco, mientras que en CDMA llega hasta 256, generalmente en forma de frases cortas y significativas, disponiendo algunos terminales de la capacidad de “texto predictivo” que simplifica la composición del mensaje. Pero también el uso combinado de caracteres tales como “ *, >,+ “ y otros pueden ser utilizado para crear mensajes gráficos. El servicio hace uso del Centro de Servicio de Mensajes Cortos (Short Message Service Center - SMSC), que actúa como un sistema de almacenamiento y envío de mensajes cortos (store and forward service). La red proporciona el transporte de mensajes cortos entre el SMSC y el dispositivo inalámbrico. En contraste con los servicios de transmisión de mensajes de texto tales como los que utilizan los buscapersonas, los elementos del servicio se han diseñado para proporcionar una entrega garantizada de los mensajes a su destino. Una característica a destacar de este servicio es que un dispositivo móvil activo es hábil para recibir o generar un mensaje corto en cualquier momento, independiente de si en ese momento se realiza o no una llamada de voz o datos. Se garantiza la entrega del mensaje corto desde la red al terminal y los fallos temporales se identifican y el mensaje se almacena en la red hasta que el destino esté disponible para aceptarlo. Las aplicaciones iniciales de SMS se enfocaron en la eliminación de los buscapersonas (sistemas paging) para permitir mensajería de propósito general en dos sentidos y servicios de notificación, principalmente correo de voz, pero conforme la tecnología lo permitió una gran variedad de servicios se han ido introduciendo, incluyendo integración de fax y correo electrónico, actividades bancarias interactivas, y servicios de información tales como cotizaciones de Bolsa. Las aplicaciones de datos inalámbricos incluyen la descarga de información a tarjetas SIM (Subscriber Identity Module) para su activación, cargos, propósitos de edición de perfil y carga de nuevos servicios vía radio a través de la SIM Application Toolkit, una aplicación cliente-servidor, plenamente aceptada en GSM. Los SMS van a dar paso a los MMS. Esta nueva y revolucionaria manera de enviar mensajes está actualmente definida y especificada como un estándar de comunicaciones móviles de Tercera Generación (3GPP): el MMS (Multimedia Message Service) que se espera llegue a ser el sistema preferido por los usuarios de telefonía móvil para enviar mensajes. El MMS no es una simple evolución del sistema SMS (Short Message Service) que actualmente se mueve hacia el EMS (Enhanced Message Service) para mensajes de texto ilustrados, con sonidos e imágenes fijas. Los MMS, que constituyen un nuevo servicio 3G, pero ya disponible sobre las actuales redes GSM/GPRS, distinto de los SMS y del e-mail, permiten transmitir mensajes que contengan texto, gráficos, imágenes, sonido, melodías de llamada e incluso vídeo clips entre cualquier dispositivo móvil utilizando las altas velocidades de transmisión que permiten GPRS, EDGE y UMTS. Los teléfonos con MMS incorporarán un editor que permitirá a los usuarios crear y editar los contenidos de sus mensajes multimedia. Al utilizar este editor junto con, por ejemplo, una cámara, los usuarios podrán realizar mensajes al estilo PowerPoint o componer postales digitales para enviárselas a sus amigos o clientes. Elementos de red y arquitectura Los elementos de red necesarios para proveer el servicio SMS, son: • Las Entidades de Mensajería Corta (Short Messaging Entities - SME): Es una entidad que puede enviar o recibir mensajes cortos. Puede ser localizada en la red fija, la estación móvil u otro centro de servicio. • El Centro de Servicio de Mensaje Corto (Short Message Service Center - SMSC) es el responsable de la transmisión, almacenamiento y envío de mensajes cortos entre el SME y la estación móvil. • El Centro de Conmutación Móvil SMS (SMS Gateway/Interworking Mobile Switching Center - SMS GMSC) es un centro de conmutación de mensajes encargado de recibir el mensaje del SMSC, interrogar al registro de localización local por la información de encaminamiento, y entregarlo al MSC que da servicio a la estación móvil. • Registro de Localización Local. Home Location Register - HLR): Es la base de datos para el almacenamiento permanente y manejo de perfiles de servicio y subscripciones. El HLR provee la información de encaminamiento hacia el abonado indicado. El HLR también informa al SMSC del intento de entrega de un mensaje corto a una estación móvil que ha resultado fallido. • Registro de Localización del Visitante (Visitor Location Register - VLR): El VLR es la base de datos que contiene la información temporal acerca de los abonados. Esta información se necesita por el MSC (Mobile Switching Center - MSC) que ejecuta las funciones de conmutación del sistema y las llamadas de control hacia y desde otros teléfonos o sistemas de datos. • Estación Base del sistema. (Base Station System - BSS): Todas las funciones relacionadas con la radio se ejecutans en la BSS, la cual consiste en unos controladores de estación base (Base Station Controllers - BSCs) y estaciones base transceptoras (Base Transceiver Stations - BTSs) que se encargan de transmitir la voz y el trafico de datos entre las estaciones móviles. • La Estación Móvil (Mobile Station - MS): Es el terminal inalámbrico capaz de recibir y originar mensajes cortos, así como llamadas de voz. La infraestructura de señalización de la red inalámbrica está basada en el Sistema de Señalización Nº 7 (SS7). • Signalig System 7 - SS7). SMS hace uso de la Parte de Aplicación Móvil (Mobile Application Part - MAP), la cual define los métodos y mecanismos de comunicación en redes inalámbricas y usa los servicios de la Parte de Aplicación de Capacidades de Transacción de SS7 (SS7 Transaction Capabilities Aplication Part - TCAP). La capa de servicio de SMS hace uso de la capacidades de señalización del MAP y habilita la transferencia de mensajes cortos entre entidades pares. Una vez un mensaje se envía, es recibido por el Centro de Servicio de Mensaje Corto (SMSC) que debe enviarlo entonces al dispositivo móvil apropiado. Para hacer esto, el SMSC envía un requerimiento de SMS al registro de localización (HLR) para encontrar al cliente. Una vez el HLR recibe la llamada, responde al SMSC informando el estado del abonado: inactivo o activo y en dónde está. Si la contestación es” inactivo”, entonces el SMSC almacenará el mensaje por un periodo de tiempo y cuando el abonado activa su dispositivo, el HLR envía una notificación de SMS al SMSC, que intentará la entrega. Si el estado es “activo”, entonces el sistema llama al dispositivo, y si responde, el mensaje se entrega. El SMSC recibe la verificación de que el mensaje se recibió por el usuario terminal y etiqueta el mensaje como “enviado” para no tratar de enviarlo de nuevo. Aplicaciones SMS Los SMS fueron inicialmente diseñados para soportar mensajes de tamaño limitado, en la mayoría de los casos notificaciones o paginas alfanuméricas, pero se están descubriendo nuevos usos, que han hecho que este mercado explote. Una de estas aplicaciones es el “chat”, que permite mantener una charla con el teléfono móvil entre dos usuarios o un grupo de ellos, y los mensajes se van sucediendo uno a otro en la pantalla del terminal conforme va avanzando la charla, un método más fácil, rápido, sencillo y económico que con el sistema tradicional SMS. Los mensajes se identifican en la pantalla por el nombre o alias del remitente, de manera similar a lo que sucede en Internet. El servicios SMS comprende varios elementos relativos a la recepción y entrega de mensajes cortos, como es el “Periodo de validez” que indica cuanto tiempo el SMSC garantizará el almacenamiento del mensaje antes de entregarlo al dispositivo deseado, y la “Prioridad” una información proporcionada para indicar la prioridad del mensaje. Mensaje corto originado en el móvil (MO-SM) y Mensaje corto terminado en el móvil (MT-SM) .Los MO-SMs se transportan desde el dispositivo móvil hacia el SMSC y pueden ser destinados a otros abonados móviles, o situados en redes fijas. A su vez, los MT-SMs se transportan desde el SMSC hacia el dispositivo móvil, y pueden ser entregados al SMSC por abonados móviles o por otros medios. Es muy común utilizar las páginas Web gratuitas que tienen muchos ISPs para crear SMS. Siempre se elabora un reporte para confirmar la entrega del mensaje corto al dispositivo o se informa al SMSC que la entrega del mensaje ha sido fallida, identificando las razones del fallo mediante un código. Dependiendo del método de acceso y de la codificación del portador de datos, los SMS transportan hasta un máximo de 160 caracteres (en GSM). Para mensajes que requieran una entrega inmediata, solo se hace un intento de entrega y para el resto se hacen uno o mas intentos de entrega, hasta que un reconocimiento sea recibido. • Servicios de notificación. Los servicios de notificación son unos servicios SMS ampliamente utilizados. Ejemplos de servicios de notificación usando SMS son los mensaje de notificación de correo de voz, notificación de correo electrónico, recordatorio de citas, horarios de reuniones, etc. • Interconexión de redes de correo electrónico. Los servicios de correo electrónico existentes (como SMTP o X.400) pueden ser fácilmente integrados con SMS para proveer correo electrónico bidireccional a la mensajería corta. • Interconexión de redes de búsqueda: Servicios de búsqueda integrados con SMS pueden permitir a los abonados inalámbricos digitales ser accesibles a través de interfaces de búsqueda existentes en otra redes. • Servicios de información. Se puede proporcionar una amplia variedad de servicios de información, incluyendo partes meteorológicos, información del trafico, información de entretenimiento (cines, teatros, conciertos), información financiera (cotizaciones de bolsa, servicios bancarios, servicios de corretaje, etc.), y directorios. • Servicios de datos móviles. El SMSC también puede ser usado para enviar datos inalámbricos cortos. Los datos inalámbricos pueden ser servicios interactivos donde las llamadas de voz estén involucradas. Algunos ejemplos de servicios de esta naturaleza incluyen despachos rápidos, manejo de inventarios, confirmación de itinerarios, procesamiento de ordenes de ventas y manejo de contactos de clientes. • Atención de clientes y administración. El SMSC también puede ser usado para transferir datos binarios que pueden ser interpretados por la estación móvil, sin ser presentados al cliente. Esta capacidad le permite a los operadores administrar sus clientes al proveerlos de la capacidad de programar las estaciones móviles. • Servicios de localización. La habilidad de rastrear la localización de un objeto móvil, o de un usuario, es muy valiosa tanto para los proveedores como para los clientes. Esta aplicación, de nuevo, solo necesita un intercambio de pequeñas cantidades de información, tales como la longitud y latitud en un momento preciso del día, y quizás otros parámetros como velocidad, temperatura o humedad. Otra familia de aplicaciones que pueden usar SMS como mecanismo de transporte de datos son las aplicaciones bancarias, y de pagos a través del móvil, ya que las transacciones a través de cajeros automáticos y por Internet son menos costosas que las normales. Las transacciones de Internet son aun mas baratas que las transacciones ATM; por consiguiente, habilitar que los abonados inalámbricos puedan comprobar sus balances, transferir fondos entre cuentas, pagar sus facturas y tarjetas de crédito es valioso, no solo para el abonado sino también para las instituciones financieras. Las aplicaciones de entretenimiento son también un buen ejemplo de un posible uso de SMS. Ejemplo de esto son simples intercambios de mensajes cortos entre dos partes (texting) o entre múltiples participantes (chat). También, la entrega de información que los abonados puedan adaptar a su estilo de vida, como son las melodías, iconos, y la publicidad personalizada, representa una atractiva propuesta para los usuarios inalámbricos. Bit - Nº 130 Sumario Editorial Opinión (I) Opinión (II) A Vuelapluma Aragón Desde Sevilla... T.R. Murcia Noche J.Linares Julio Linares (II) Mª Jesús Prieto Display Display Empresa Gente Bit Entrevista Especial Café Redacción GRETEL (I) GRETEL (II) Perfil ¿Qué es? Rincón Internet Marco Regulador Pulso del Mercado Gale. Operadores Tecn. Sociedad I Portal Ingeniería Tecn. Sociedad II Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected]
30 oct 2015
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XML. Lenguaje de Marcas Extensible
XML. Lenguaje de Marcas Extensible La mayoría de nosotros hemos oído hablar alguna vez de XML (Lenguaje de Marcas Extensible), siendo muy corriente que se tenga la idea de que es una especie de HTML avanzado, por lo que siempre que sale el tema de XML surgen cuestiones fundamentales como: ¿Qué es exactamente XML?, ¿Es XML una nueva versión de HTML?, ¿Para qué sirve?, ¿Cuáles fueron los motivos de su creación?, ¿Qué ofrece?, ¿Tiene alguna aplicación en la actualidad?. Como es sabido HTML (Hypertex Markup Language) se ha convertido en un lenguaje de inmensa popularidad durante los últimos años ya que es la base sobre la que se preparan los contenidos para Internet. También debemos notar que nos hemos encontrado con sus propias limitaciones, que algunas de ellas se han querido subsanar con scripts, javascripts, Active X, HTML dinámico, etc.; pero en la realidad todas estas herramientas no aportan una solución global a las limitaciones del HTML. Hasta hace poco tiempo o actualmente cuando un Webmaster diseña un programa de compras para una tienda virtual, basándose en HTML, debe realizar un arduo trabajo que muchas veces no puede exportarse para su uso por otras tiendas. Quizá su diseño estaba previsto para Windows NT y no funciona en plataformas UNIX, o hacía uso de Perl pero no se integraba con Java. La implantación de XML viene a eliminar este tipo de situaciones permitiendo la creación de herramientas más estructuradas. La solución a este problema es XML (Extensible Markup Languaje), que es un lenguaje de marcas (etiquetas) capaz de estructurar y definir la información en un documento. Además, el XML habilitará una nueva generación de aplicaciones manipulación y visualización de datos basadas en Web. La información estructurada nos permite distinguir entre el contenido, (palabras, imágenes, gráficos, etc.), y el papel que juega dentro del documento, (por ejemplo, no es lo mismo el contenido informativo de un encabezado, que el de un pie de página, ya que el primero es más relevante). Se puede asegurar que casi todos los documentos tienen una estructura definida. XML nos permite identificar esas estructuras. A partir de ahora la palabra documento tendrá para nosotros un significado añadido, además de información, palabras, imágenes y gráficos, tendrá una estructura reconocible. ¿Es igual XML a HTML? La respuesta es categóricamente no, mientras que en HTML el significado que aporta una etiqueta es fijo, predefinido por el estándar, (<HEAD>... </HEAD>, identifica la cabecera del documento, <BODY>... </BODY>, el cuerpo, etc.), y proporciona una estructuración a un único nivel, en XML no existe un conjunto de etiquetas con significado predefinido y la estructuración puede ser de tantos niveles como deseemos. En principio, la intención de HTML era que las etiquetas fueran capaces de marcar la información de acuerdo con su significado, sin importar cómo se mostraban en la pantalla. Lo importante era el contenido y no la forma, o sea, que era un lenguaje de marcas orientado a describir los contenidos, dejando a cada navegador la tarea de dar el formato del documento según su criterio de interpretar las marcas. Esto producía presentaciones diferentes, pero permitía controlar fácilmente su contenido. Si una persona o un motor de búsqueda quería conocer el título del documento, el autor de la página o las cabeceras de los capítulos, siempre buscaba en el código las etiquetas TITLE, ADDRESS o Hx. Además, si a alguien no le gustaba la idea de dejar a cada aplicación la decisión de cómo mostrar el contenido de las etiquetas, siempre le quedaba la posibilidad de controlar el formato del documento con descripciones particulares, como es el caso de las hojas de estilo en cascada (CSS). Pero por diversos motivos, los creadores de los navegadores fueron añadiendo más etiquetas HTML dirigidas a controlar la presentación, como FONT, I, CENTER, xCOLOR, etc., y los usuarios las utilizaron para que sus documentos estuviesen perfectamente formateados, sin permitir diferencias importantes entre visualizadores distintos, por lo que HTML pasó a ser un lenguaje de marcas más dirigido al control de la presentación HTML, no es un lenguaje de programación, es un lenguaje de especificación de contenidos para un tipo específico de documentos SGML. Es decir, mediante HTML podemos especificar, usando un conjunto de marcas, cómo va a representarse la información en un navegador o browser. La facilidad de uso y la particularidad de que no es propiedad de nadie, hizo al HTML el sistema idóneo para compartir información en Internet. La expansión de Internet le ha dado una posición de privilegio y ha hecho que la idea inicial se modifique considerablemente. Por esto mismo, HTML es actualmente un lenguaje sobrecargado, limitado por las imposiciones de los desarrolladores de navegadores y los avances técnicos que imponen añadir cada vez más capacidades al estándar, y la compatibilidad hacia atrás. (Si Explorer o Navigator implementan esta o aquella nueva etiqueta que proporciona a los diseñadores de páginas Web la posibilidad de incorporar una nueva filigrana visual a sus diseños, hasta ahora para intentar mantener un mínimo de compatibilidad, se han intentado incorporar estas etiquetas al estándar, y ya sabemos la guerra que hay entre Microsoft y Netscape). Un documento HTML, a pesar de ser sencillo y portable a múltiples plataformas, no permite distinguir entre partes de un documento, por tanto, siempre habrá que manejarlo, transmitirlo en su totalidad, pensar en él como un único bloque. XML es en realidad un meta-lenguaje para describir lenguajes de marcas, proporciona las herramientas necesarias para definir etiquetas y las relaciones jerárquicas que necesitemos entre ellas. El significado semántico de cada marca lo daremos nosotros en la aplicación que procese los documentos o en las hojas de estilo, que encapsularán el formato/presentación del documento. ¿Es entonces igual a SGML? Tampoco. XML es un subconjunto de SGML. SGML, (Standard Generalized Markup Languaje, ISO 8879), ha sido el principal lenguaje para el almacenamiento de información estructurada durante una década, ejemplos de sistemas como TIM, lenguaje específico para las telecomunicaciones, muy complejo por cierto, dan muestra de ello. El problema es que SGML no es apropiado para definir documentos que van a almacenarse en la Red, puesto que es muy complejo de utilizar, no es trivial definir estructuras y etiquetas con él, requiere visualizadores especiales, potentes, capaces de interpretar y mostrar lo que en ocasiones serán complejas estructuras organizadas jerárquicamente. Estos visualizadores no son muy corrientes y las necesidades de procesamiento que requieren son mucho más altas que las que exigiría un visualizador XML ó HTML, SGML es un formato muy ’pesado’. XML es una forma restringida de SGML, portable, más ligera y fácil de utilizar, de forma que cualquier visor de SGML debe ser capaz de interpretar XML. Es necesario resaltar que puede haber diferencias de interpretación es cuanto a los espacios en blanco, (tabulador, espacio blanco y retorno de carro), entre XML y SGML. Cualquiera de estos en un documento XML se interpretan como tales mientras se encuentren entre una etiqueta de apertura y otra de cierre. ¿Por qué entonces XML? Aunque HTML ofrece amplias facilidades de presentación, no ofrece ninguna forma basada en estándares para administrar los datos y, llegado a un punto en el que HTML dejó de servir para su función inicial, en 1996 al Consorcio World Wide Web (W3C) no le quedó más remedio que describir un nuevo subconjunto del SGML que sirviese para describir contenidos de documentos, al que ha denominado XML, publicando las especificaciones de la versión 1.0 en 1998. Está además asociado a la recomendación del W3C DOM (Document Object Model), aprobado también en 1998. Éste no es más que un modelo de objetos (en forma de API) que permite acceder a las diferentes partes que pueden componer un documento XML o HTML. En estos momentos ya podemos empezar a hablar de XML con un poco de visión retrospectiva de los motivos de su aparición. XML fue creado para posibilitar la distribución de documentos con formato/estructuración a través de la Red, puesto que las soluciones que ofrecían HTML y SGML no eran viables ni prácticas para este propósito. HTML, como hemos dicho antes, está limitado por un conjunto de etiquetas fijo con semántica predefinida, en muchos casos impuesta por los intereses de las casas desarrolladoras y distribuidoras de navegadores, y por su incapacidad de proporcionar una estructuración real, con un número arbitrario de niveles. SGML, puede dar toda la estructuración que deseemos, pero tiene en contra su gran complejidad. XML no va a sustituir completamente ni a HTML, ni a SGML. El primero por su sencillez seguirá siendo útil, sobre todo para dar formato/presentación a páginas XML, mientras se afianza XSL, el estándar de las hojas de estilo, formato/presentación, para XML; mientras aparecen visualizadores XML eficientes y que sean capaces de mostrar estas páginas al menos con el mismo nivel de calidad en presentación que las páginas HTML, se utilizarán páginas en este formato para mostrar los contenidos XML; también si una página es estática, sujeta a pocos cambios, logotipos, anagramas, portadas, etc., encontrará en HTML un modo adecuado de implementación. El segundo, seguirá solucionando un rango de problemas cuya complejidad no pueda ser abordada por XML, y en los que los resultados si justifiquen el esfuerzo de emplearlo. En el futuro no será extraño que se vean soluciones en las que haya sistemas que implementen soluciones que gestionen la información, o partes de ella, con diferentes formatos, SGML, XML o HTML, según el nivel de dificultad del problema, tendríamos incluso pasarelas entre los distintos formatos de representación de manera que podamos dirigir la información al lugar que nos interese y en el formato que sea apropiado según las necesidades de la organización. Objetivos de los diseñadores de XML Los principales impulsores de XML han sido los miembros del Word Wide Web Consorcium, W3C, ellos están coordinando todos los foros y grupos de trabajo que colaboran en la tarea de lograr una especificación completa del estándar. Sobre todo el W3C está haciendo mucho hincapié en que no se cometan los mismos errores que con HTML, es decir, que se desarrolle un estándar completo, robusto y válido para todo el mundo. Los principales objetivos que persiguen son los siguientes: Los documentos XML deben distribuirse y visualizarse por la red con la misma facilidad que actualmente lo hacen los HTML. La principal dificultad de esto es que aparezcan visualizadores tan robustos y completos como los actuales, que nos permitan ver cómoda y adecuadamente la estructura de árbol de los archivos XML. Los objetivos de XML no deben centrarse únicamente en la posibilidad de servir información estructurada por la red, hay otras muchas aplicaciones que pueden beneficiarse del estándar: búsqueda de documentos/información con un determinado autor, análisis de contenidos, definición de patrones, visualización gráfica de patrones expresados en XML, etc. En definitiva, • Debe ser totalmente compatible con SGML. • Los programas que interpreten XML deben ser fáciles de escribir. • El número de capacidades opcionales o funcionalidades no definidas, o definidas de forma ambigua, ha de ser mínimo, o mejor ninguno, para evitar problemas de compatibilidad y confusiones en la interpretación. • XML debe ser legible para los humanos, de manera que podamos leer un documento en un simple editor de texto. • La especificación y diseño de XML debe obtenerse rápidamente. Es una solución que se requiere ya y se está trabajando intensamente para lograrlo. • El diseño de XML debe ser formal y conciso, sin ambigüedades, de forma que le puedan ser aplicadas todas las técnicas modernas de diseño de compiladores; esto nos permitirá comprobar que los archivos XML que recibamos están bien formados y libres de errores antes de visualizarlos. • Los documentos XML han de poder crearse y editarse fácilmente, con editores texto, PERL o editores específicos para este formato. • La concisión es de mínima importancia. Muchas de las capacidades de SGML fueron introducidas para facilitar en lo posible la introducción manual de etiquetas, para que las especificaciones fueran unívocas. XML no soporta estas capacidades, que son la causa de gran parte de la carga que arrastran los analizadores SGML. ¿Cómo está definido XML? XML es un formato basado en texto, específicamente diseñado para almacenar y transmitir datos. Un documento XML se compone de elementos XML, cada uno de los cuales consta de una etiqueta de inicio, de una etiqueta de fin y de los datos comprendidos entre ambas etiquetas. Al igual que los documentos HTML, un documento XML contiene texto anotado por etiquetas, pero, sin embargo y a diferencia de HTML, XML admite un conjunto ilimitado de etiquetas, no para indicar el aspecto que debe tener algo, sino lo que significa. Por ejemplo: un elemento XML puede estar etiquetado como precio, número de pedido o nombre. El autor del documento es quien decide qué tipo de datos va a utilizar y qué etiquetas son las más adecuadas. Los datos codificados en XML son autodescriptivos, pues las etiquetas descriptivas están entremezcladas con los datos. El formato abierto y flexible utilizado por XML permite su uso en cualquier lugar donde sea necesario intercambiar y transferir información. Dado que el XML es independiente del HTML, se puede insertar código XML en documentos HTML, utilizando el formato encapsulamiento definido por el W3C. Al incrustar datos XML en una página HTML, se pueden generar varias vistas a partir de los datos entregados, utilizando los datos semánticos que contiene el XML. Extensible Markup Languaje (XML). La recomendación 1.0 define la sintaxis de XML. El estándar es estable y los desarrolladores de Web y de herramientas pueden adoptarlo plenamente. XML Pointer Languaje (Xpointer) y Linking Languaje (Xlink). Define la manera estándar de XML de representar los vínculos entre recursos. En XML, además de los enlaces Href, vínculos normales de HTML, contamos con vínculos bidireccionales, y enlaces que relacionan múltiples recursos, (multienlaces). Extensible Style Languaje (XSL). Especifica la sintaxis de las hojas de estilo que pueden aplicarse a un archivo XML. Estas hojas son la base del formato/presentación personalizado que podemos dar a cualquier documento. Document Type Definition (DTD). Plantillas que almacenan la estructura del documento y la definición de sus etiquetas, aislando la información estructural de la instancia propiamente dicha. (Es decir, una tarjeta de visita podría ser modelada con determinada estructura, pero esta estructura es independiente de un ejemplo de tarjeta, una instancia). Esta distinción nos permite tener varios documentos con un mismo formato sin tener que definirlo cada vez que lo necesitemos; al mismo tiempo podemos definir cualquier particularidad que escape de esta especificación general, dentro de un documento concreto. (Las DTD’s vendrían a ser algo similar al concepto de clase en la Programación Orientada a Objetos, mientras que el fichero XML, representaría una instancia, objeto, de dicha clase). Debemos destacar que también existen trabajos sobre lenguajes de consulta que permiten localizar información dentro de un archivo XML, o buscar ciertos documentos que cumplan determinadas condiciones. Fortalezas y Debilidades del XML La meta fundamental del XML es hacer la cooperación y la interoperabilidad más fáciles entre módulos que pertenecen a diferentes sistemas, e incluso a diferentes organizaciones. Entonces, ¿por qué el XML se ha convertido en tecnología del alto nivel tan rápidamente? La respuesta es simple: XML es texto simple, pero es también elegante. Un lenguaje de marcas hace fácil identificar (y extraer en un tiempo posterior) segmentos específicos de información con significados especiales. Usar texto simple y mantener el contenido universalmente interpretable son dos condiciones para implementar una tecnología exitosamente entre sistemas heterogéneos. Una cadena del texto se puede transferir y se puede manejar fácilmente en cualquier plataforma destino. Sin embargo, si solo se planea definir un protocolo basado en texto para hacer que los módulos se comuniquen, no se necesita XML. El ASCII, de hecho, ha existido durante mucho tiempo. La diferencia recae en las etiquetas XML que se utilizan para delimitar segmentos de información. La principal fortaleza del XML es también, actualmente, su debilidad principal. El XML es demasiado genérico para ser utilizado sin definir externamente la sintaxis exacta de un documento y cómo puede localizarse y extraerse cada fragmento de datos intercambiados. Tal estandarización es más simple de alcanzar dentro de una sola aplicación corporativa, incluso si atraviesa varias plataformas heterogéneas de hardware y de software. Conseguir el mismo resultado en un contexto más amplio requiere un enorme esfuerzo para llegar a algunas definiciones estándares. Cuando se trata de integrar sistemas de diferentes organizaciones, especialmente de una manera abierta, el XML muestra algunas limitaciones. El XML trata de la descripción de los datos, pero solamente es útil cuando las personas están de acuerdo en la manera que los datos deben ser descritos. Una factura, por ejemplo, es lógicamente el mismo tipo de documento para cualquier proceso que lo manipule, pero diferentes procesos pueden convertirla en formatos binarios diferentes. A pesar del formato de almacenamiento físico, el documento necesita ser transmitido y ser recibido en un formato comúnmente reconocido disponible en todas las plataformas. Por supuesto, el XML se puede utilizar como este formato. Imaginemos el enorme costo que supondría para los consumidores y las empresas si cada empresa definiera su propia forma de publicar la información. Incluso con la Web, los costos asociados a la configuración y el mantenimiento de un sitio Web superarían la capacidad de algunas empresas. Al no haber ningún límite al número de empresas que podrían publicar esta información, la falta de estándares que definan el modo de publicarla de una forma segura y controlada tendría como consecuencia miles y miles de implementaciones, enfoques de exploración de la Web y profundidad del contenido distintos. Por este motivo, en la actualidad se están definiendo esquemas por grupos sectoriales con intereses similares, de manera que existirán esquemas estándares avalados por asociaciones de empresas y organismos que garanticen que cualquier usuario que las adopte como suyas, trabaje con las mismas etiquetas. Así, surge BizTalk, que es una iniciativa mundial dirigida a crear una base de datos de formatos o esquemas de documentos en XML. XML es una manera de almacenar, buscar y obtener todos esos datos comerciales críticos que se almacenan en BB.DD y rivaliza con éxito con HTTP, HTML y SQL. ¿Qué ofrece XML? ¿Qué aplicaciones hay? Ante todo, XML nos da la posibilidad de estructurar e identificar la información en categorías relevantes. Esto significa que podremos ser capaces de localizar aquello que realmente necesitemos y podremos transmitir/servir sólo aquellos documentos, o fragmentos de ellos, que consideremos conveniente, o que nos sean solicitados. Esto nos abre un gran campo de en las áreas del B2B, (Business to Business), y el B2C, (Business to Consumer). Por un lado, empresas con diferentes plataformas de gestión y almacenamiento de BD podrían compartir información de forma inmediata, sólo con implementar una pasarela XML, es más, ya existen muchas librerías DTD’s que modelan documentos fiscales como facturas, albaranes, recibos, y sistemas que implementan almacenes de información en XML. Por otro lado, se nos presenta la posibilidad de personalizar al máximo la oferta de contenidos que proporcionamos a nuestros clientes en un negocio B2C, pensemos en las posibilidades de las Tecnologías Push, en las que el cliente selecciona el perfil de la información que desea recibir y el servidor se la proporciona periódicamente de manera selectiva, sin bombardeos indiscriminados de ofertas variopintas; imaginemos buscadores de información, recursos, foros, personas, etc., que proporcionen lo que realmente busquemos, ordenado por relevancia, temática, o cualquier otra categoría. Tendríamos contenidos para e-commerce, WAP, TV interactiva, orientados a sectores de población concretos, sería posible tener una plataforma de gestión de contenidos general e independiente del medio de difusión final. Esta puede ser la herramienta que solucione la estandarización y difusión de conocimientos científicos, quién sabe en cuantas áreas podría aplicarse una solución parecida a CML, lenguaje que aprovecha XML para dar un formato de representación a las cadenas de ADN y complejas fórmulas químicas. El XML es valioso para la Internet, así como para los grandes ambientes de intranets corporativas porque proporciona interoperabilidad utilizando un formato basado en estándares, abierto y flexible con nuevas formas de acceder a bases de datos propietarias y proporcionar datos a los clientes de Web. Las aplicaciones se pueden construir más rápidamente, son más fáciles de mantener y pueden proporcionar varias vistas de los datos estructurados. Estas son sólo algunas de las posibilidades, pero tenemos que reconocer que aún queda bastante tiempo y esfuerzo para que el estándar XML quede totalmente definido, (XSL y lenguajes de consulta de sobre XML son campos muy amplios en los que todavía queda mucho que hacer y definir), actualmente, ya van apareciendo atisbos de soluciones reales, queda que ganen reconocimiento y aprobación, y se extienda su uso. Puede que en un par de años se pueda hablar de soluciones comerciales con gran introducción en el mercado, pero no olvidemos que este es un estándar vivo, crece continuamente, y su éxito depende de muchos factores. Bit - Nº 131 Sumario Editorial Opinión (I) Opinión (II) Opinión (III) T.R. Murcia Aragón A Vuelapluma Cataluña Bit a Bit Gente Bit Display Display Empresa Entrevista Especial Café Redacción GRETEL Portal Ingeniería Perfil ¿Qué es? Tecn. Sociedad I Tecn. Sociedad II Tecn. Sociedad III Rincón Internet Marco Regulador Pulso del Mercado Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected] Los objetivos de XML no deben centrarse únicamente en la posibilidad de servir información estructurada por la red, hay otras aplicaciones que pueden beneficiarse El XML es valioso para la Internet, así como para los grandes ambientes de intranets corporativas porque proporciona interoperabilidad
30 oct 2015
Artículo BIT
Internetworking: Interfuncionamiento entre redes
Internetworking: Interfuncionamiento entre redes El término “internerworking” se refiere a todo el proceso de interconexión entre redes, de igual o diferente estructura, como pueden ser las redes de área local (LAN) o de área extensa (WAN). Los diferentes equipos de interconexión: repeaters, bridges, routers, gateways, switches, hubs, etc., facilitan el proceso de conectar equipos, sistemas y/o redes no sólo de un único proveedor, sino de múltiples proveedores entre sí. Los objetivos principales del internetworking son: • Unión de redes entre sí. • Superar las limitaciones físicas. • Efectuar un cambio de medio de transmisión. • Efectuar un cambio de topología física o lógica. • Aislar tráfico entre partes de la red. • Integrar plataformas de comunicación diferentes. Descripción de dispositivos utilizados en la interconexión Hub Un hub es un dispositivo utilizado para concentrar y organizar el cableado en una red de área local, de los que existen dos tipos: Activos, y Pasivos. Un hub pasivo es aquel que simplemente permite la interconexión del cableado UTP y/o STP en una forma ordenada, no requiere alimentación y no procesa o regenera el tráfico que le llega. Los más comúnmente utilizados son los hub’s activos, que requieren de alimentación y contienen un circuito electrónico que puede filtrar, amplificar y controlar el tráfico. Poseen también alguna funcionalidad adicional, tal como el bridging , que actúa separando el tráfico local del hub del backbone de la red. En un diseño típico los hub’s se instalan en rack’s o armarios especiales a los que llega todo el cableado de una planta del edificio de la empresa. Estos cables se conectan a cada puerto del hub, el cual a su vez lo está al backbone de la red, que interconecta todos los armarios. Así, se divide la red en agrupamientos lógicos y físicos, lo que simplifica la resolución de problemas y se facilita el futuro crecimiento. Repeater A medida que las señales eléctricas se transmiten por un cable, tienden a degenerarse proporcionalmente a la longitud del cable. Este fenómeno se conoce como atenuación. Un repeater, (repetidor), es un dispositivo sencillo que se instala para amplificar la señal del cable, de forma que se pueda extender la longitud de la red. El repetidor normalmente no modifica la señal, excepto en que la amplifica para poder retransmitirla por el segmento de cable extendido. Algunos repetidores también filtran el ruido. Características • Regenera las señales de la red para qué llegan más lejos. • Se utilizan sobre todo en los sistemas de cableado lineales como Ethernet. • Los repetidores funcionan sobre el nivel más bajo de la jerarquía de protocolos, el físico. No utilizan los protocolos de niveles superiores. • Los segmentos conectados deben utilizar el mismo método de acceso al medio de transmisión. • Los segmentos conectados con un repetidor, normalmente dentro de un mismo edificio, forman parte de la misma red, y tendrán la misma dirección de red. Bridge Un bridge, (puente), añade un nivel de inteligencia a una conexión entre redes y conecta dos segmentos de redes iguales o distintos. Los puentes trabajan en el nivel de enlace de datos. Se puede utilizar un puente para dividir una red amplia en dos o más pequeñas, lo que mejora el rendimiento al reducir el tráfico, ya que los paquetes para estaciones concretas no tienen que viajar por toda la red. También se usan para conectar distintos tipos de redes, como Ethernet y Token Ring. Con un puente se pueden conectar dispositivos que utilicen protocolos diferentes, pero el nivel de enlace de datos no sabe nada sobre el mejor camino hacia un cierto destino; no existe ninguna forma de enviar paquetes a un segmento de red de modo que alcancen su destino de la forma más rápida o eficiente, (es la función de un router), no obstante los puentes ofrecen filtrado; éste evita que los paquetes de un segmento de red local pasen por el puente y lleguen a segmentos de red donde no sirven para nada. Un puente se instala por las siguientes razones: • Para extender una red existente cuando se ha alcanzado su máxima extensión. • Para eliminar los cuellos de botella que se generan cuando hay demasiadas estaciones de trabajo conectadas a un único segmento de la red. • Para conectar entre sí distintos tipos de redes, como Token Ring y Ethernet. Los puentes pueden ser de varios tipos: Puentes con aprendizaje Los puentes con aprendizaje, o adaptativos, se “aprenden” las direcciones de las otras estaciones de la red, por lo que no será necesario que el instalador del puente o el administrador de la red cree una tabla con estas direcciones en el puente. Las estaciones de trabajo difunden continuamente sus señales de identificación, y los puentes pueden construir sus tablas a partir de estas direcciones. Puentes con distribución de carga El puente con distribución de carga es la forma más eficiente de puente. Utiliza un algoritmo de emparejamiento, pero también una conexión doble para transferir los paquetes, mejorando de esta forma el rendimiento global de la red. Características • Simple instalación y configuración. • Capacidad de auto aprendizaje. • Maneja todos los protocolos. • Utiliza optimización de la ruta. • Menores costos totales. Router Los routers, (encaminadores o enrutadores), son críticos para las redes de gran alcance que utilizan enlaces de comunicaciones remotas. Mantienen el tráfico fluyendo eficientemente sobre caminos predefinidos en una interconexión de redes compleja. Si se utilizan líneas alquiladas de baja de velocidad, es importante filtrar los paquetes que no deban entrar en la línea. Además, las grandes redes que se extienden por todo el mundo, como es el caso de Internet, pueden contener muchas conexiones remotas redundantes; en ese caso, resulta importante encontrar el mejor camino entre el origen y el destino. Este es el objetivo que tratan de cumplir los routers. Inspeccionar la información en el nivel de red (Nivel 3 de OSI) para determinar la información de la mejor ruta. Muchos productos de encaminamiento, (routing), ofrecen soporte para varios métodos de comunicaciones, como T1 y X.25. Las siguientes son algunas razones para utilizar routers en lugar de bridges: • Ofrecen un filtrado de paquetes avanzado. • Son necesarios cuando hay diversos protocolos en una interconexión de redes, y los paquetes de ciertos protocolos tienen que confinarse en una cierta área • Ofrecen un encaminamiento inteligente, mejorando el rendimiento. Un router inteligente conoce la estructura de la red y puede encontrar con facilidad el mejor camino para un paquete Funcionamiento de los routers Un router examina la información de encaminamiento de los paquetes y los dirige al segmento de red adecuado. Un router procesa los paquetes que van dirigidos a él, lo que incluye los paquetes enviados desde otros routers con los que esté conectado. Los routers envían los paquetes por la mejor ruta hacia su destino, mantienen tablas de redes locales y routers adyacentes en la red. Cuando uno de estos dispositivos recibe un paquete, consulta estas tablas para ver si puede enviar directamente el paquete a su destino. Si no es así, determina la posición de otro router que lo pueda hacer. Estos dispositivos pueden ser específicos para un protocolo o bien manejar diversos protocolos simultáneamente. Los routers dividen una red en redes lógicas más pequeñas, siendo estas más sencillas de manejar. Cada segmento de la red tiene su propio número de red local, y cada estación de dicho segmento tiene su propia dirección. La segmentación de las redes evita las “tormentas de difusión”, que ocurren si los nodos no se conectan de forma adecuada y la red se satura con la difusión de mensajes de localización. La determinación de la mejor ruta para un paquete se realiza en base a la información disponible en la tabla de enrutamiento, la topología de la red y algoritmos de encaminamiento, que se dividen en dos grandes familias: “encaminamiento estático” o “encaminamiento adaptativo”, y a la vez los protocolos de encaminamiento tienen en cuenta la distancia entre nodos “vector distancia” como, por ejemplo, en RIP, y el “estado del enlace” como ocurre en OSPF. Además, cada router se comunica con el resto de la red sólo cuando hay cambios, o puede hacerlo a intervalos regulares. Los routers confeccionan una tabla de encaminamiento en la que registran qué nodos y redes son alcanzables por cada uno de sus puertos de salida; es decir, la tabla describe la topología de la red. Como se ha comentado, una primera clasificación de los algoritmos utilizados por los routers para realizar su función sería la siguiente: • Algoritmos de encaminamiento estático: Requieren que la tabla de encaminamiento sea programada por el administrador de red y carece de inteligencia para aprender la topología de la red por sí mismo. Las rutas se calculan por adelantado según las capacidades de las líneas, el tráfico esperado, etc. y los routers no necesitan intercambiar información con sus vecinos. • Algoritmos de encaminamiento adaptativo: Aprenden por sí mismos la topología de la red y, por ello, son mucho más flexibles que los anteriores, aunque su rendimiento es menor. Las rutas se fijan en cada momento en función de la información en tiempo real que los routers reciben del estado de la red. Los algoritmos y técnicas de encaminamiento adaptativo (o dinámico) son los más utilizados, aunque también son los que plantean más problemas de configuración, y entre ellos tenemos los siguientes: • Algoritmo de camino más corto. Este algoritmo calcula y registra en la tabla de encaminamiento un valor para cada conexión entre el router y cualquier nodo que pueda ser alcanzado por él, que se calcula como el resultado de aplicar una métrica; por ejemplo, el número de saltos de la red para que un paquete alcance su destino, un valor que identifique el ancho de banda de la línea utilizada, el coste económico en la transmisión de cada paquete, la distancia geográfica, etc. El router dirige los paquetes de acuerdo con los resultados de esta métrica para cada camino posible, eligiendo los valores óptimos. • Encaminamiento de camino múltiple. Algunos routers son capaces de gestionar varias rutas con la misma conexión. De este modo, son capaces de sumar el ancho de banda de cada una de las rutas (normalmente, asociadas a líneas de transmisión), como si se tratara de un único enlace. • Encaminamiento por gestión centralizada. En este caso, cada nodo de red informa periódicamente a un router central, tanto sobre la topología que observan como sobre los parámetros fundamentales de red: tráfico, congestión, etc. Con este algoritmo, el router central conoce perfectamente cómo es la red. Sin embargo, presenta un problema que se hace más agudo en grandes redes: El tráfico en los enlaces próximos al router central se satura con facilidad con la información de gestión de la propia red. • Encaminamiento aislado. Renuncia a la gestión centralizada en beneficio de una flexibilidad total en cuanto a la topología y al tráfico generado en la red. • Algoritmo de “patata caliente” o hot potato. Cuando un router recibe un paquete, lo reexpide cuanto antes por la línea que tenga menor carga, confiando en que sea apropiada. Es un algoritmo muy ineficaz para la transmisión, sin embargo, el router puede utilizarlo como técnica de aprendizaje cuando sus tablas todavía están vacías. • Algoritmo de retroaprendizaje o backwardlearning. Este algoritmo tiene como objetivo el aprendizaje de la topología de la red observando los paquetes que van llegando al router. Este algoritmo suele ser muy utilizado por los puentes para la construcción de sus tablas de direcciones MAC. Los routers realizan las mismas tablas, pero con direcciones de la Capa 3 de OSI. • Algoritmo de inundación. Cuando un router no conoce el camino de acceso al nodo especificado en el paquete que le llega, reexpide el paquete por todos los caminos posibles, de este modo se asegura que el paquete llegará a su destino. Esto genera un intenso tráfico de red, que además se multiplicará en cada salto de red. Para evitar una congestión exponencial de la red se eliminan los paquetes que hayan sobrepasado un número establecido de saltos. • Técnica de encaminamiento jerárquico. Cuando las redes son muy grandes, es difícil que un sólo router contenga toda la información de encaminamiento de la red. Además, los cambios que se producen en la red son constantes, con lo que nunca se tendría una información fiel del estado de ésta en cada momento. Para ello, se realiza un encaminamiento jerárquico, en el que cada router pertenece a un nivel de jerarquía, reexpidiendo los paquetes a los routers de una jerarquía inmediatamente superior o inferior. El proceso se repite hasta llegar al nivel de los hosts. En la práctica, los routers siguen varios algoritmos de encaminamiento, dependiendo del estado en el que se encuentren en relación con su red. Por ejemplo, es común que un router utilice el algoritmo de inundación al ponerlo online en la red, y una vez que ha aprendido algo de la topología de misma, conmuta este algoritmo por otro más eficaz. Gateway Los gateways o pasarelas son dispositivos que trabajan cubriendo hasta el nivel 7 (aplicación) del modelo OSI y permite conectar redes de naturaleza diferente, como IP y X.25. Una pasarela es un programa o dispositivo de comunicaciones que transfiere datos entre redes que tienen funciones similares pero implantaciones diferentes. No debería confundirse con un convertidor de protocolos Switch Los switches son otro tipo de dispositivo utilizados para enlazar LAN’s separadas y proveer un filtrado de paquetes entre ellas. Un switch es un dispositivo con múltiples puertos, cada uno de los cuales puede soportar una simple estación de trabajo o bien toda una red Ethernet o Token Ring. Con una LAN diferente conectada a cada uno de los puertos del switch, este puede conmutar los paquetes entre ellas, como sea necesario. En efecto, actúa como un bridge multi-puerto, los paquetes son filtrados por el switch basándose en su dirección de destino. Se utilizan para aumentar el rendimiento en las redes de las organizaciones, segmentando las grandes en varias más pequeñas, lo que disminuye la congestión a la vez que sigue proporcionando la interconectividad necesaria. Los switches aumentan el “performance” de las redes ya que cada puerto utiliza todo el ancho de banda, sin requerir de los usuarios el cambio alguno de equipamiento, tales como NIC’s, (Network interface Card), Hubs, cableado o cualquier router o bridge ya instalado. Estos dispositivos pueden soportar numerosas comunicaciones simultáneas. Bit - Nº 132 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Cataluña Bit a Bit Display Display Empresa Gente Bit Especial Café Redacción GRETEL Tecn. Sociedad I Tecn. Sociedad II Portal Ingeniería Perfil ¿Qué es? Rincón Internet Pulso del Mercado Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected] Las grandes redes remotas que circulan por el mundo, como internet, pueden tener muchas conexiones remotas redundantes Los switches aumentan las posibilidades de las redes ya que cada puerto utiliza todo el ancho de banda
30 oct 2015
Artículo BIT
WLAN (Redes Locales Inalámbricas)
WLAN (Redes Locales Inalámbricas) Una WLAN es un sistema de comunicaciones de datos que transmite y recibe datos utilizando ondas electromagnéticas, en lugar del par trenzado, coaxial o fibra óptica utilizado en las LAN convencionales, y que proporciona conectividad inalámbrica de igual a igual (peer to peer), dentro de un edificio, de una pequeña área residencial/urbana o de un campus universitario. En EEUU proliferan estas redes para acceso a Internet, en donde hay más de 4.000 zonas de acceso, y en Europa es previsible que pronto se extiendan. Loas WLAN se encuadran dentro de los estándares desarrollados por el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) para redes locales inalámbricas. Otras tecnologías como HyperLAN apoyada por el ETSI, y el nuevo estándar HomeRF para el hogar, también pretenden acercarnos a un mundo sin cables y, en algunos casos, son capaces de operar en conjunción y sin interferirse entre sí. Otro aspecto a destacar es la integración de las WLAN en entornos de redes móviles de 3G (UMTS) para cubrir las zonas de alta concentración de usuarios (los denominados hot spots), como solución de acceso público a la red de comunicaciones móviles. Como todos los estándares 802 para redes locales del IEEE, en el caso de las WLAN, también se centran en los dos niveles inferiores del modelo OSI, el físico y el de enlace, por lo que es posible correr por encima cualquier protocolo (TCP/IP o cualquier otro) o aplicación, soportando los sistemas operativos de red habituales, lo que supone una gran ventaja para los usuarios que pueden seguir utilizando sus aplicaciones habituales, con independencia del medio empleado, sea por red de cable o por radio. Otra tecnología de acceso inalámbrico en áreas de pequeña extensión (PAN/Personal Area Network) es la denominada Bluetooth, que aunque pueda parecer competencia directa de las WLAN, es más bien complementaria a ella. Bluetooth pretende la eliminación de cables, como por ejemplo todos los que se utilizan para conectar el PC con sus periféricos, o proporcionar un medio de enlace entre dispositivos situados a muy pocos metros, sirviendo también como mando a distancia. La tecnología Bluetooth se puede incorporar, con un coste muy bajo, en multitud de dispositivos: teléfonos, PDAs, automóviles, impresoras, equipos de medida, etc. La velocidad de transmisión que consigue no es muy elevada, pero suficiente para la transferencia de información entre varios dispositivos. Las WLAN tienen su campo de aplicación específico, igual que Bluetooth, y ambas tecnologías pueden coexistir en un mismo entorno sin interferirse gracias a los métodos de salto de frecuencia que emplean, Sus aplicaciones van en aumento y, conforme su precio se vaya reduciendo, serán más y más los usuarios que las utilicen, por las innegables ventajas que supone su rápida implantación y la libertad de movimientos que permiten. REDES LOCALES INALÁMBRICAS 802.11 El origen de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en 1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en Suiza, consistente en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica. Estos resultados, publicados por el IEEE, pueden considerarse como el punto de partida en la línea evolutiva de esta tecnología. Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas, donde se utilizaba el esquema de espectro expandido (spread spectrum). En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, la FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz para uso en las redes inalámbricas basadas en Spread Spectrum (SS), con las opciones DS (Direct Sequence) y FH (Frequency Hopping). La técnica de espectro ensanchado es una técnica de modulación que resulta ideal para las comunicaciones de datos, ya que es muy poco susceptible al ruido y crea muy pocas interferencias. La asignación de esta banda de frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la industria y ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el entorno del laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1 Mbit/s, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN, con aplicación empresarial. Las redes WLAN se componen fundamentalmente de dos tipos de elementos, los puntos de acceso y los dispositivos de cliente. Los puntos de acceso actúan como un concentrador o hub que reciben y envían información vía radio a los dispositivos de clientes, que pueden ser de cualquier tipo, habitualmente, un PC o PDA con una tarjeta de red inalámbrica, con o sin antena, que se instala en uno de los slots libres o bien se enlazan a los puertos USB de los equipos. La principal ventaja de este tipo de redes (WLAN), que no necesitan licencia para su instalación, es la libertad de movimientos que permite a sus usuarios, ya que la posibilidad de conexión sin hilos entre diferentes dispositivos elimina la necesidad de compartir un espacio físico común y soluciona las necesidades de los usuarios que requieren tener disponible la información en todos los lugares por donde puedan estar trabajando. Además, a esto se añade la ventaja de que son mucho más sencillas de instalar que las redes de cable y permiten la fácil reubicación de los terminales en caso necesario. También, presentan alguna desventaja, o más bien inconveniente, que es el hecho de la “baja” velocidad que alcanzan, por lo que su éxito comercial es más bien escaso y, hasta que los nuevos estándares no permitan un incremento significativo, no es de prever su uso masivo, ya que por ahora no pueden competir con las LAN basadas en cable. El uso más popular de las WLAN implica la utilización de tarjetas de red inalámbricas, cuya función es permitir al usuario conectarse a la LAN empresarial sin la necesidad de una interfaz física. Normalización La historia de las WLAN es bastante reciente, de poco más de una década. En 1989, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE 802.11, que empieza a trabajar para tratar de generar una norma para las WLAN, pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer borrador, y habría que esperar hasta el año 1999 para dar por finalizada la norma. En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y formado por empresas del sector de las telecomunicaciones y de la informática para conseguir bandas de frecuencia para los sistemas PCS (Personal Communications Systems). En 1993 también se constituye la IrDA (Infrared Data Association) para promover el desarrollo de las WLAN basadas en enlaces por infrarrojos. En 1996, finalmente, un grupo de empresas del sector de informática móvil (mobile computing) y de servicios forman el Wireless LAN Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar este mercado mediante la creación de un amplio abanico de productos y servicios interoperativos.Por otra parte, WLANA (Wireless LAN Association) es una asociación de industrias y empresas cuya misión es ayudar y fomentar el crecimiento de la industria WLAN a través de la educación y promoción. Actualmente son cuatro los estándares reconocidos dentro de esta familia; en concreto, la especificación 802.11 original; 802.11a (evolución a 802.11 e/h), que define una conexión de alta velocidad basada en ATM; 802.11b, el que goza de una más amplia aceptación y que aumenta la tasa de transmisión de datos propia de 802.11 original, y 802.11g, compatible con él, pero que proporciona aún mayores velocidades. • WLAN 802.11 En junio del año 1997 el IEEE ratificó el estándar para WLAN IEEE 802.11, que alcanzaba una velocidad de 2 Mbit/s, con una modulación de señal de espectro expandido por secuencia directa (DSSS), aunque también contempla la opción de espectro expandido por salto de frecuencia, FHSS en la banda de 2,4 GHz, y se definió el funcionamiento y la interoperabilidad entre redes inalámbricas. El 802.11 es una red local inalámbrica que usa la transmisión por radio en la banda de 2.4 GHz, o infrarroja, con regímenes binarios de 1 a 2 Mbit/s. El método de acceso al medio MAC (Medium Access Mechanism) es mediante escucha pero sin detección de colisión, CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). La dificultad en detectar la portadora en el acceso WLAN consiste básicamente en que la tecnología utilizada es Spread- Spectrum y con acceso por división de código (CDMA), lo que conlleva a que el medio radioeléctrico es compartido, ya sea por secuencia directa DSSS o por saltos de frecuencia en FHSS. El acceso por código CDMA implica que pueden coexistir dos señales en el mismo espectro utilizando códigos diferentes, y eso para un receptor de radio implicara que detectaría la portadora inclusive con señales distintas de las de la propia red WLAN. Hay que mencionar que la banda de 2,4 GHz está reglamentada como banda de acceso publica y en ella funcionan gran cantidad de sistemas, entre los que se incluyen los teléfonos inalámbricos Bluetooth. • WLAN 802.11b Un poco más tarde, en el año 1999, se aprobó el estándar 802.11b, una extensión del 802.11 para WLAN empresariales, con una velocidad de 11 Mbit/s (otras velocidades normalizadas a nivel físico son: 5,5 - 2 y 1 Mbit/s) y un alcance de 100 metros, que al igual que Bluetooth y Home RF, también emplea la banda de ISM de 2,4 GHz, pero en lugar de una simple modulación de radio digital y salto de frecuencia (FH/Frequency Hopping), utiliza una la modulación linear compleja (DSSS). Permite mayor velocidad, pero presenta una menor seguridad, y el alcance puede llegar a los 100 metros, suficientes para un entorno de oficina o residencial. • WLAN 802.11g El IEEE también está trabajando en el estándar 802.11g, para tenerlo listo a finales del 2002, compatible con el 802.11b, capaz de alcanzar una velocidad doble, es decir hasta 22 Mbit/s, para competir con los otros estándares que prometen velocidades mucho más elevadas pero que son incompatibles con los equipos 802.11b ya instalados, aunque pueden coexistir en el mismo entorno debido a que las bandas de frecuencias que emplean son distintas. • WLAN 802.11a El IEEE ratificó en julio de 1999 el estándar en 802.11a (los productos comerciales que comienzan a aparecer a mediados del 2002), que con una modulación QAM-64 y la codificación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) alcanza una velocidad de hasta 54 Mbit/s en la banda de 5 GHz, menos congestionada y, por ahora, con menos interferencias, pero con un alcance limitado a 50 metros, lo que implica tener que montar más puntos de acceso que si se utilizase 802.11b para cubrir el mismo área, con el coste adicional que ello supone. La banda de 5 GHz que utiliza se denomina UNII (Infraestructura de Información Nacional sin Licencia), que en los Estados Unidos está regulada por la FCC, el cual ha asignado un total de 300 MHz, cuatro veces más de lo que tiene la banda ISM, para uso sin licencia, en tres bloques de 100 MHz, siendo en el primero la potencia máxima de 50 mW, en el segundo de 250 mW, y en el tercero puede llegar hasta 1W, por lo que se reserva para aplicaciones en el exterior. Compatibilidad y Seguridad. Wi-Fi y WEP A finales de la década de los 90, los líderes de la industria inalámbrica (3Com, Aironet, Lucent, Nokia, etc.) crean la WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), una alianza para la Compatibilidad Ethernet Inalámbrica, cuya misión es la de certificar la interfuncionalidad y compatibilidad de los productos de redes inalámbricas 802.11b y promover este estándar para la empresa y el hogar. Para indicar la compatibilidad entre dispositivos inalámbricos, tarjetas de red o puntos de acceso de cualquier fabricantes, se les incorpora el logo “Wi-Fi” (estándar de Fidelidad Inalámbrica), y así los equipos con esta marca, soportada por más de 150 empresas, se pueden incorporar en las redes sin ningún problema, siendo incluso posible la incorporación de terminales telefónicos Wi-Fi a estas redes para establecer llamadas de voz. Las redes inalámbricas son inseguras aunque sólo sea porque el medio de transporte que emplean es el aire; por tanto, un elemento esencial a tener en cuenta en este tipo de redes al utilizarse la radio, es la encriptación. En general se utiliza WEP (Wired Equivalent Privacy), que es un mecanismo de encriptación y autenticación especificado en el estándar IEEE 802.11 para garantizar la seguridad de las comunicaciones entre los usuarios y los puntos de acceso. La clave de acceso estándar es de 40 bits, pero existe otra opcional de 128 bits, y se asigna de forma estática o manual (no dinámica), tanto para los clientes, que comparten todos el mismo conjunto de cuatro claves predeterminadas, como para los puntos de acceso a la red, lo que genera algunas dudas sobre su eficacia. WEP utiliza un esquema de cifrado simétrico en el que la misma clave y algoritmo se utilizan tanto para el cifrado de los datos como para su descifrado Otro mecanismo de seguridad definido en el estándar IEE 802.11 es el conocido como SSID (Service Set Identifiers) o identificadores del conjunto de servicios, que es como un gestor de asignación de nombres, que proporciona un control de acceso muy rudimentario, razón por la que apenas se utiliza en las implementaciones comerciales. Un SSID es el nombre de los dispositivos de los subsistemas de una WLAN, y sirve para segmentarlos lógicamente. El uso del SSID como gestor para permitir o denegar el servicio suele ser peligroso ya que la seguridad que ofrece no es muy estricta. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected]
30 oct 2015
Artículo BIT
Historia de los satélites de comunicaciones
a primera referencia a lo que son hoy los satélites la hizo en octubre de 1945 el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke quién publicó en la revista británica Wireless World el articulo titulado “Extra Terrestrial Relays” en el cual incluía la propuesta de un sistema de comunicación global utilizando estaciones espaciales hechas por el hombre. Clarke es autor también de la novela 2001: una odisea espacial (1968). Esta propuesta, básicamente, era: “Un satélite artificial a la distancia apropiada de la tierra puede hacer una revolución cada 24 horas, esto es, podría parecer estacionario sobre un punto de la superficie de la Tierra, y tendría un rango óptico de casi la mitad de la superficie terrestre. Tres estaciones repetidoras, con una separación de 120º entre sí, pueden dar cobertura de señales de radio y microondas a todo el planeta”. Esta idea comenzó a transformarse en realidad con el desarrollo del primer satélite artificial: el SPUTNIK 1(compañero de viaje en ruso), que fue lanzado por la URSS el 4 de octubre de 1957 en una órbita elíptica de baja altura. Este satélite sólo emitía un tono intermitente, y estuvo en funcionamiento durante 21 días, marcando así el inicio de la era de las comunicaciones vía satélite. Investigadores de la Universidad Johns Hopking comprobaron la posibilidad de determinar con gran precisión la órbita del satélite a partir del desplazamiento Doppler sufrido por la señal portadora de frecuencia 20 MHz que emitía (como consecuencia del movimiento del satélite) y del conocimiento preciso de la posición del receptor que la sintonizaba, sentando la base tecnológica de los actuales sistemas de navegación GPS. El SPUTNIK 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y con un peso de 83 kilogramos. Tardaba 96,2 minutos en dar la vuelta a la Tierra y describía una órbita elíptica que alcanzaba su apogeo a una altura de 946 km y su perigeo a 227 km. Contaba con instrumentos que durante 21 días enviaron información a la Tierra sobre radiación cósmica, meteoritos y sobre la densidad y temperatura de las capas superiores de la atmósfera. Al cabo de 57 días orbitando la Tierra el satélite entró en la atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido al rozamiento aerodinámico. El año siguiente, el 31 de enero de 1958, los Estados Unidos lanzaron desde Cabo Cañaveral el EXPLORER y crearon la NASA, en plena época de la Guerra Fría. En ese momento se encontraba en órbita el SPUTNIK 2, con la perrita Laika a bordo, que duró 162 días en órbita. El EXPLORER era una nave cilíndrica de 14 kg de peso, 15 cm de diámetro y 2 metros de longitud, que estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica y micrometeoritos durante 112 días, y aportó los primeros datos desde un satélite que llevaron al descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen. El 17 de marzo de 1958, los Estados Unidos lanzaron su segundo satélite, el VANGUARD 2 que La historia de los satélites de comunicaciones es relativamente reciente, no llega a 50 años. L Historia de los satélites de comunicaciones BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 82estuvo transmitiendo señales durante más de 6 años; a éste le siguió el satélite estadounidense EXPLORER 3, lanzado el 26 de marzo de 1958, y el soviético SPUTNIK 3, lanzado el 15 de mayo de ese mismo año. Este último, que pesaba 1.327 kg, efectuó mediciones de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos magnéticos y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en abril de 1960. También, el 18 de diciembre de 1958 se lanzó el satélite SCORE que, con un peso de 70 kg puede considerarse, de alguna manera, como el primer satélite de “comunicaciones” aunque pasivo, pues disponía de un transmisor que radiaba la información contenida en un magnetófono, constituida por el mensaje de felicitación de Navidad del Presidente Eisenhower. Probablemente el primer satélite repetidor totalmente activo fue el COURIER, lanzado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en octubre de 1960. Este transmitía conversaciones y telegrafía, pero solo duró 70 días. Fue el primer satélite de comunicaciones que usó paneles solares para obtener la energía que necesitaba. El 10 de julio de 1962 se lanzó el TELSTAR 1, el primer satélite en transmitir señales de Televisión entre Estados Unidos y Europa. El SYNCOM 3 fue el primer satélite de órbita geostacionaria, lanzado por la NASA en 1963. Entre otras aplicaciones, se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de Tokio en agosto del año 1964. El INTELSAT 1 mejor conocido como Pájaro Madrugador o Early Bird fue el primer satélite internacional de órbita geosíncrona, lanzado por el consorcio internacional INTELSAT desde los Estados Unidos el 6 de abril de 1965 y que, colocado sobre el Océano Atlántico, proporcionaba una capacidad de 240 circuitos de voz para uso comercial. El sistema MONLNIYA (relámpago en ruso) fue la primera red satelital doméstica, y fue lanzado en 1967 por la Unión Soviética; consistía en una serie de 4 satélites en órbitas elípticas con una cobertura de 6 horas por satélite. La Agencia Espacial Europea (ESA) comenzó sus lanzamientos (programa Eutelsat) en el año 1982 desde un centro espacial en la Guayana Francesa; BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 83 1 José Manuel Huidobro [email protected] está asociado a su lanzamiento y a su mantenimiento en órbita. Una vez que el combustible para mantener la posición del satélite (correcciones de órbita) se agota, se acaba su vida útil y se convierte en chatarra espacial o cae de nuevo a la Tierra, desintegrándose. La mecánica orbital, aplicada a los satélites artificiales, está basada en la mecánica celeste, una rama de la física clásica, que comenzó con dos gigantes de la física: Kepler y Newton durante el siglo XVII. Lagrange, Laplace, Gauss, Hamilton, y muchos otros, también contribuyeron al refinamiento matemático de la teoría, empezando con las nociones básicas de la gravitación universal, las leyes de Newton del movimiento y los principios de conservación de la energía. Tipos de órbitas Existen varios tipos de órbitas de los satélites artificiales, que se clasifican de acuerdo a su distancia de la Tierra (geosíncrona, geostacionaria, de baja altura, de anteriormente, y como precursor experimental, se había lanzado en 1978 el Orbital Test Satellite (OTS), que aportó una valiosa experiencia sobre la utilización de las bandas de frecuencias de 14 GHz y 11 GHz. Estos satélites utilizando tecnología digital cubrían el servicio de televisión internacional de la Unión Europea de Radiodifusión (URE). El resto es historia reciente y en la actualidad hay satélites artificiales de comunicaciones, navegación, militares, meteorológicos, de estudio de recursos terrestres y científicos, de ayuda a la navegación, etc. cientos de ellos operativos y en distintas órbitas. BANDAS DE FRECUENCIAS y ÓRBITAS Las bandas de frecuencias habituales que se utilizan para las comunicaciones por satélite son las bandas de microondas, desde 1 a 40 GHz. Su denominación se da en la siguiente tabla. Aproximadamente tres cuartas partes del costo de un satélite BANDAS DE FRECUENCIAS PARA LAS COMUNICACIONES POR SATÉLITE Bandas Rango de Frecuencias Servicio Principales Usos (GHz) VHF 30-300 MHz Fijo Telemetría UHF 300-1.000 MHz Móvil Navegación, Militar L 1 - 2 Móvil Emisión de audio, radiolocalización S 2 - 4 Móvil Navegación C 4 - 8 Fijo Voz, datos, imágenes, TV X 8 - 12 Fijo Militar Ku 12 - 18 Fijo Voz, datos, imágenes, TV K 18 - 27 Fijo TV, comunicación intersatélite Ka 27 - 40 Fijo TV, comunicación intersatélitete o sur y perpendicular al ecuador. Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la Tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos. Órbitas elípticas (Monlniya): Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la Tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita poseen un perigeo (distancia mínima) y un apogeo (distancia máxima). En las órbitas elípticas la velocidad varía, siendo mayor en el perigeo y menor en el apogeo. Las órbitas elípticas pueden descansar en cualquier plano que pase por el centro de la Tierra. En definitiva, los satélites de comunicaciones constituyen un medio, maduro y fiable, imprescindible para alcanzar aquellos puntos de la superficie terrestre de difícil acceso, para cubrir grandes distancias y para la difusión de información, de cualquier tipo, a un amplio conjunto de receptores, con gran capacidad y a un coste relativamente bajo. También, presentan inconvenientes como le sucede a cualquier otro sistema de comunicaciones por medios guiados o no guiados, destacando entre ellos la latencia que presenta la señal debido a la gran distancia que ha de recorrer, pero son una de las opciones a considerar para construir un sistema de radiocomunicaciones de banda ancha y un buen complemento de muchos otros. BIT 134/JULIO-AGOSTO 2002 84 media altura y excéntricas), su plano orbital con respecto al Ecuador (ecuatorial, inclinada y polar), la trayectoria orbital que describen (circular y elíptica). Órbita Geosincrona: Es una órbita circular con un periodo de un día sideral. Para tener este periodo la órbita debe tener un radio de 42.164,2 km (desde el centro de la Tierra). Órbita Geoestacionaria (GEO): Este tipo de órbita posee las mismas propiedades que la geosíncrona, pero debe tener una inclinación de cero grados respecto al ecuador y viajar en la misma dirección en la cual rota la Tierra. Un satélite geoestacionario aparenta estar en la misma posición relativa respecto a algún punto sobre la superficie de la Tierra, lo que lo hace muy atractivo para las comunicaciones a gran distancia. Órbita de Baja Altura (LEO): Estas órbitas se encuentran en el rango de 640 km a 1.600 km entre las llamadas región de densidad atmosférica constante y la región de los cinturones de Van Allen. Los satélites LEO son muy usados en sistemas de comunicaciones móviles. Órbitas de Media Altura (MEO): Son las que van desde 9.600 km hasta la altura de los satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media son muy usados también en las comunicaciones móviles. Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de cero grados. El ángulo entre el plano orbital y el ecuador se denomina inclinación de la órbita. Órbitas Inclinada: En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador. Órbitas Polar: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la Tierra pasando sobre los polos nor- U José Manuel Huidobro 1Ingeniero Superior de Telecomunicación 1Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. Los satélites de comunicaciones constituyen un medio maduro y fiable para la difusión de información, de cualquier tipo
30 oct 2015
Artículo BIT
"MPLS (MultiProtocol Label Switching"
a versión actual de IP, conocida por IPv4 y recogida en la RFC 791, lleva operativa desde 1980. Este protocolo de capa de red (Nivel 3 OSI), define los mecanismos de la distribución o encaminamiento de paquetes, de una manera no fiable y sin conexión, en redes heterogéneas; es decir, únicamente está orientado a servicios no orientados a conexión y a la transferencia de datos, por lo que se suele utilizar junto con TCP (Transmission Control Protocol) (Nivel 4 de OSI) para garantizar la entrega de los paquetes. A mediados de la década de los 90, la demanda por parte de los clientes de los ISP (Internet Service Providers) de aplicaciones multimedia con altas necesidades de ancho de banda y una calidad de servicio o QoS (Quality of Service) garantizada, propiciaron la introducción de ATM (Asyncronous Transfer Mode) en la capa de enlace (Nivel 2 de OSI) de sus redes. En esos momentos, el modelo de IP sobre ATM satisfacía los requisitos de las nuevas aplicaciones, utilizando el encaminamiento inteligente de nivel 3 de los routers IP en la red de acceso, e incrementando el ancho de banda y rendimiento basándose en la alta velocidad de los conmutadores de nivel 2 y los circuitos permanentes virtuales de los switches ATM en la red troncal. Esta arquitectura, no obstante, presenta ciertas limitaciones, debido a: la dificultad de operar e integrar una red basándose en dos tecnologías muy distintas, la aparición de switches ATM e IP de alto rendimiento en las redes troncales, y la mayor capacidad de transmisión ofrecida por SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Syncronous Optical NETwork) y DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) respecto a ATM. Durante 1996, empezaron a aparecer soluciones de conmutación de nivel 2 propietarias diseñadas para el núcleo de Internet que integraban la conmutación ATM con el encaminamiento IP; como por ejemplo, Tag Switching de Cisco o Aggregate Route- Based IP Switching de IBM. La base común de todas estas tecnologías, era tomar el software de control de un router IP, integrarlo con el rendimiento de reenvío con cambio de etiqueta de un switch ATM y crear un router extremadamente rápido y eficiente en cuanto a coste. La integración en esta arquitectura era mayor, porque se utilizaban protocolos IP propietarios para distribuir y asignar los identificadores de conexión de ATM como etiquetas; pero los protocolos no eran compatibles entre sí y requerían aún de infraestructura ATM. Finalmente en 1997, el IETF (Internet Engineering Task Force) establece el grupo de trabajo MPLS (MultiProtocol Label Switching) para producir un estándar que unificase las soluciones propietarias de conmutación de nivel 2. El resultado fue la definición en 1998 del estándar conocido por MPLS, recogido en la RFC 3031. MPLS proporciona los beneficios de la ingeniería de tráfico del modelo de IP sobre ATM, pero además, otras ventajas; como una operación y diseño de red más sencillo y una mayor escalabilidad. Por otro lado, a diferencia de las soluciones de conmutación de nivel 2 propietarias, está diseñado para operar sobre cualquier tecnología en el nivel de enlace, no únicamente ATM, facilitando así la migración a las redes ópticas de próxima generación, basadas en infraestructuras SDH/SONET y DWDM. Concepto de MPLS MPLS es un estándar IP de conmutación de paquetes del IETF, que trata de proporcionar algunas de las características de las redes orientadas a conexión a las redes no orientadas a conexión. En el encaminamiento IP sin conexión tradicional, la dirección de destino junto a otros parámetros de la cabecera, es examinada cada vez que el paquete atraviesa un router. La ruta del paquete se adapta en función del estado de las El enorme crecimiento de la red Internet ha convertido al protocolo IP ( Internet Protocol) en la base de las actuales redes de telecomunicaciones, contando con más del 80% del tráfico cursado. L MPLS ( MultiProtocol Label Switching) BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 70tablas de encaminamiento de cada nodo, pero, como la ruta no puede predecirse, es difícil reservar recursos que garanticen la QoS; además, las búsquedas en tablas de encaminamiento hacen que cada nodo pierda cierto tiempo, que se incrementa en función de la longitud de la tabla. Sin embargo, MPLS permite a cada nodo, ya sea un switch o un router, asignar una etiqueta a cada uno de los elementos de la tabla y comunicarla a sus nodos vecinos. Esta etiqueta es un valor corto y de tamaño fijo transportado en la cabecera del paquete para identificar un FEC (Forward Equivalence Class), que es un conjunto de paquetes que son reenviados sobre el mismo camino a través de la red, incluso si sus destinos finales son diferentes. La etiqueta es un identificador de conexión que sólo tiene significado local y que establece una correspondencia entre el tráfico y un FEC específico. Dicha etiqueta se asigna al paquete basándose en su dirección de destino, los parámetros de tipo de servicio, la pertenencia a una VPN, o siguiendo otro criterio. Cuando MPLS está implementado como una solución IP pura o de nivel 3, que es la más habitual, la etiqueta es un segmento de información añadido al comienzo del paquete. Los campos de la cabecera MPLS de 4 bytes, son los siguientes: • Label (20 bits). Es el valor actual, con sentido únicamente local, de la etiqueta MPLS. Esta etiqueta es la que determinará el próximo salto del paquete. • CoS (3 bits). Este campo afecta a los algoritmos de descarte de paquetes y de mantenimiento de colas en los nodos intermedios, es decir, indica la QoS del paquete. Mediante este campo es posible diferenciar distintos tipos de tráficos y mejorar el rendimiento de un tipo de tráfico respecto a otros. • Stack (1 bit). Mediante este bit se soporta una pila de etiquetas jerárquicas, es decir, indica si existen más etiquetas MPLS. Las cabeceras MPLS se comportan como si estuvieran apiladas una sobre otra, de modo que el nodo MPLS tratará siempre la que esté más alto en la pila. La posi- BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 71 1 José M. Huidobro Moya traint-based Routing – Label Distribution Protocol); siendo el primero el más común. El LDP posibilita a los nodos MPLS descubrirse y establecer comunicación entre sí con el propósito de informarse del valor y significado de las etiquetas que serán utilizadas en sus enlaces contiguos. Es decir, mediante el LDP se establecerá un camino a través de la red MPLS y se reservarán los recursos físicos necesarios para satisfacer los requerimientos del servicio previamente definidos para el camino de datos. Una red MPLS está compuesta por dos tipos principales de nodos, los LER (Label Edge Routers) y los LSR (Label Switching Routers), tal y como se muestra en la figura. Los dos son físicamente el mismo dispositivo, un router o switch de red troncal que incorpora el software MPLS; siendo su administrador, el que lo configura para uno u otro modo de trabajo. Los nodos MPLS al igual que los routers IP normales, intercambian información sobre la topología de la red mediante los protocolos de encaminamiento estándar, tales como OSPF (Open Shortest Path First), RIP (Routing Information Protocol ) y BGP (Border Gateway Protocol), a partir de los cuales construyen tablas de encaminamiento basándose principalmente en la alcanzabilidad a las redes IP destinatarias. Teniendo en cuenta dichas tablas de encaminamiento, que indican la dirección IP del siguiente nodo al que le será enviado el paquete para que pueda alcanzar su destino final, se establecerán las etiquetas bilidad de encapsular una cabecera MPLS en otras, tiene sentido, por ejemplo, cuando se tiene una red MPLS que tiene que atravesar otra red MPLS perteneciente a un ISP u organismo administrativo externo distinto; de modo que al terminar de atravesar esa red, se continúe trabajando con MPLS como si no existiera dicha red externa. • TTL (8 bits). Este campo es copiado directamente de la cabecera IP y proporciona la funcionalidad de tiempo de vida del paquete o TTL (Time To Live) típica de IP; la cual permite mitigar el efecto de posibles bucles en la red decrementando el valor inicial en una unidad por cada salto o nodo por el que pase el paquete. Elementos de una red MPLS En MPLS un concepto muy importante es el de LSP (Label Switch Path), que es un camino de tráfico específico a través de la red MPLS, el cual se crea utilizando los LDPs (Label Distribution Protocols), tales como RSVP-TE (ReSerVation Protocol – Traffic Engineering) o CR-LDP (Cons- Figura : Ejemplo de una red MPLS. 1Ramón J. Millán Tejedor Ings. de Telecomunicación Ericsson Españaque MPLS, en este caso, la etiqueta MPLS está ubicada después de la cabecera de nivel 2 y antes de la cabecera IP. Los LSR saben como conmutar utilizando la etiqueta MPLS en vez de utilizar la cabecera IP. El funcionamiento de IPv4 ha sido totalmente satisfactorio, no obstante, el sorprendente crecimiento de Internet evidenció importantes carencias, como: la escasez de direcciones IP, la imposibilidad de transmitir aplicaciones en tiempo real y los escasos mecanismos de seguridad. Estas limitaciones propiciaron el desarrollo de la siguiente generación del protocolo Internet o IPv6, definido en la RFC 1883. La versión IPv6 puede ser instalada como una actualización del software en los dispositivos de red de Internet e interoperar con la versión actual IPv4, produciéndose esta migración progresivamente durante los próximos años. En este caso, la etiqueta MPLS forma parte de la propia cabecera IPv6, estando su uso descrito en la RFC 1809. La implementación de MPLS como una solución IP sobre ATM también está muy extendida. Primeramente indicar, que MPLS no fue desarrollado para reemplazar ATM, sino para complementarlo. De hecho, la aparición de switches ATM e IP con soporte de MPLS, ha integrado las ventajas de los routers IP y los switches ATM y ha supuesto una mejora de la relación precio/rendimiento de estos dispositivos. La diferencia principal entre MPLS y otras soluciones de IP sobre ATM, es que las conexiones MPLS se establecen utilizando LDP, y no por los protocolos de señalización ATM tradicionales, tales como PNNI (Private Network to Network Interface). Por otro lado, MPLS elimina la complejidad de hacer corresponder el direccionamiento IP y la información de encaminamiento directamente en las tablas de conmutación de ATM, puesto que LDP entiende y utiliza direcciones IP y los protocolos de encaminamiento utilizados en las redes MPLS son los mismos que los utilizados en las redes IP. En este caso, descrito en la RFC 3035, la etiqueta es el valor del VPI/VCI (Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier) de la cabecera de la celda ATM. Finalmente, MPLS también se ha desarrollado como una solución IP sobre Frame Relay. En este caso, descrito en la RFC 3034, la etiqueta es el DLCI (Data Link Control Identifier) de la cabecera Frame Relay. Beneficios de MPLS La migración a IP está provocando profundos cambios en el sector de las telecomunicaciones y configura uno de los retos más importantes para los ISP, inmersos actualmente en un proceso de transformación de sus infraestructuras de cara a incorporar los beneficios de esta tecnología. MPLS nació con el fin de incorporar la velocidad de conmutación del nivel 2 al nivel 3; a través de la conmutación por etiqueta; pero actualmente esta ventaja no es percibida como el principal beneficio, ya que los gigarouters son capaces de realizar búsquedas BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 72 MPLS y, por lo tanto, los LSP que seguirán los paquetes. No obstante, también pueden establecerse LSP que no se correspondan con el camino mínimo calculado por el protocolo de encaminamiento. Los LER están ubicados en el borde de la red MPLS para desempeñar las funciones tradicionales de encaminamiento y proporcionar conectividad a sus usuarios, generalmente routers IP convencionales. El LER analiza y clasifica el paquete IP entrante considerando hasta el nivel 3, es decir, considerando la dirección IP de destino y la QoS demandada; añadiendo la etiqueta MPLS que identifica en qué LSP está el paquete. Es decir, el LER en vez de decidir el siguiente salto, como haría un router IP normal, decide el camino entero a lo largo de la red que el paquete debe seguir. Una vez asignada la cabecera MPLS, el LER enviará el paquete a un LSR. Los LSR están ubicados en el núcleo de la red MPLS para efectuar encaminamiento de alto rendimiento basado en la conmutación por etiqueta, considerando únicamente hasta el nivel 2. Cuando le llega un paquete a una interfaz del LSR, éste lee el valor de la etiqueta de entrada de la cabecera MPLS, busca en la tabla de conmutación la etiqueta e interfaz de salida, y reenvía el paquete por el camino predefinido escribiendo la nueva cabecera MPLS. Si un LSR detecta que debe enviar un paquete a un LER, extrae la cabecera MPLS; como el último LER no conmuta el paquete, se reducen así cabeceras innecesarias. Implementaciones de MPLS Una vez visto el concepto de MPLS, veamos los distintos tipos de implementaciones actuales, en concreto: MPLS como una solución IP sobre Ethernet, IP sobre ATM, e IP sobre Frame Relay. No se contempla la aplicación de MPLS a las redes ópticas de próxima generación, conocida como GMPLS (Generalized MPLS), por encontrarse aún en proceso de estudio y estandarización por parte del IETF. GMPLS es una extensión natural de MPLS para ampliar el uso de MPLS como un mecanismo de control y provisión, no únicamente de caminos en dispositivos basados en paquetes, sino también de caminos en dispositivos no basados en paquetes; como los conmutadores ópticos de señales multiplexadas por división en longitud de onda, los conmutadores de fibras ópticas, y los conmutadores de señales digitales multiplexadas por división en el tiempo. Es decir, GMPLS busca una integración total en la parte de control de las redes de conmutación de paquetes IP y las redes ópticas SONET/SDH y DWDM; dando lugar a las redes ópticas inteligentes de próxima generación, cuya evolución final será la integración de IP directamente sobre DWDM utilizando algún mecanismo de encapsulamiento como los “digital wrappers”. La implementación de MPLS como una solución IP sobre Ethernet, Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, es la conocida como IP pura. Puesto que IPv4 es un protocolo diseñado mucho antes La migración a MPLS como núcleo de las redes multiservicio con soporte de voz, vídeo y datos, se realizará de forma gradual durante varios añosde rutas en las tablas IP a suficiente velocidad como para soportar todo tipo de interfaces. Los beneficios que MPLS proporciona a las redes IP son: realizar ingeniería del tráfico o TE (Traffic Engineering), cursar tráfico con diferentes calidades de clases de servicio o CoS (Class of Service) o grados de calidad de servicio o QoS (Quality of Service), y crear redes privadas virtuales o VPN (Virtual Private Networks) basadas en IP. La TE permite a los ISP mover parte del tráfico de datos, desde el camino más corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros caminos físicos menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. Es decir, se refiere al proceso de seleccionar los caminos que seguirá el flujo de datos con el fin de balancear la carga de tráfico entre todos los enlaces, routers y switches en la red; de modo que ninguno de estos recursos se encuentre infrautilizado o sobrecargado. La TE, descrita en la RFC 2702, se ha convertido en la principal aplicación de MPLS debido al crecimiento impredecible en la demanda de recursos de red. Mediante MPLS, los ISP pueden soportar servicios diferenciados o DiffServ, como viene recogido en la RFC 3270. El modelo DiffServ define varios mecanismos para clasificar el tráfico en un pequeño número de CoS. Los usuarios de Internet demandan continuamente nuevas aplicaciones, teniendo los servicios actualmente soportados unos requerimientos de ancho de banda y de tolerancia a retrasos en la transmisión muy distintos y para satisfacer estas necesidades óptimamente, los ISP necesitan adoptar no sólo técnicas de ingeniería de tráfico, sino también de clasificación de dicho tráfico. De nuevo, MPLS ofrece a los ISP una gran flexibilidad en cuanto a los diferentes tipos de servicios que puede proporcionar a sus clientes. Finalmente, MPLS ofrece también un mecanismo sencillo y flexible para crear VPN. Una VPN simula la operación de una WAN (Wide Area Network) privada sobre la Internet pública. Para ofrecer un servicio de VPN viable a sus clientes, un ISP debe solventar los problemas de seguridad de los datos y soportar el uso de direcciones IP privadas no únicas dentro de la VPN. Puesto que MPLS permite la creación de circuitos virtuales o túneles a lo largo de una red IP, es lógico que los ISP utilicen MPLS como una forma de aislar el tráfico. No obstante, MPLS no tiene en estos momentos ningún mecanismo para proteger la seguridad en las comunicaciones, por lo que el ISP deberá conseguirla mediante cortafuegos y algún protocolo de encriptación tipo IPsec. Existen varias alternativas para implementar VPN mediante MPLS, pero la mayoría se basan en la RFC 2547. Foro MPLS El Foro MPLS es una organización internacional constituida a primeros del 2000, cuyo objetivo es acelerar la adopción y desarrollo de MPLS y sus tecnologías asociadas. El Foro MPLS sirve como un punto de encuentro y discusión para los proveedores de servicios, fabricantes de equipos, vendedores de componentes y compañías de integración y verificación de soluciones, con el fin de establecer las necesidades de la industria MPLS. Esto incluye la creación de servicios empresariales sobre redes MPLS y el desarrollo de productos que incorporan tecnologías MPLS. El Foro consigue estos objetivos a través de iniciativas de interoperabilidad, acuerdos de desarrollo y cooperación, y programas educativos. Este organismo está abierto a cualquier organización, persona, o agencia gubernamental dedicada al progreso de Internet y de las redes IP en general, a través de la pronta adopción de la tecnología MPLS. Los miembros fundadores fueron: Data Connection Ltd., Integral Access, Lucent Technologies, Marconi, NetPlane, Qwest, Telcordia Technologies, Tenor Networks y Vivace Networks; y en la actualidad, se han integrado empresas como: Alcatel, Ericsson, Equant, Huawei America Inc., Intel, NEC, Siemens AG, etc. El papel del Foro MPLS es totalmente complementario al de otros organismos de estandarización existentes previamente, tales como el IETF (Internet Engineering Task Force), el ITU (International Telecommunications Union), u otros foros de la industria como el Foro ATM. Únicamente tiene la intención de desarrollar acuerdos de implementación en aquellas áreas de MPLS donde no desempeñan actividad otros organismos de estandarización y, después, trabajar con total colaboración con ellos. La mayor parte de los routers y switches actuales destinados a redes troncales están preparados para utilizar MPLS, y muchos de los antiguos podríann soportarlo actualizando su software. No obstante, aunque varios ISP han realizado experiencias pilotos o han implantado MPLS en la parte troncal de sus redes, no se espera una introducción masiva hasta el 2003 o 2004, cuando los fabricantes alcancen una compatibilidad total en sus equipos. Del mismo modo que ocurrió con la actualización de las infraestructuras X.25 y Frame Relay a ATM, la migración a MPLS como núcleo de las redes multiservicio con soporte de voz, vídeo y datos, se realizará de forma gradual durante varios años; máxime dada la crisis mundial del sector de las telecomunicaciones, que está repercutiendo muy negativamente en las inversiones de los operadores de red y fabricantes de equipos. U BIT 135/SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2002 73
30 oct 2015
Artículo BIT
PLC ¿Una alternativa para el acceso
e esta manera, la red de distribución de energía eléctrica, con miles y miles de kilómetros de cable, se convertiría en una de las mayores redes de telecomunicaciones, complementando a las actuales redes, telefónica y de datos, básicamente para el acceso a Internet. La red eléctrica, de características totalmente diferentes a la telefónica, cuenta con la gran ventaja de estar mucho más extendida, alcanzando a prácticamente la totalidad de la población del mundo civilizado (3.000 millones) y no sólo eso, sino que en todas las casas se disponen de numerosas tomas (enchufes) en todas las habitaciones, por lo que si se pudiese utilizar para otros fines distintos, por ejemplo para transmitir datos, los usuarios tendrían resuelto el problema de la instalación interna, ya que podrían conectar su equipo en cualquier toma de red de la casa o de la oficina, sin necesidad de realizar ningún tendido de cable nuevo, con el consiguiente ahorro de dinero y tiempo, además de la ventaja estética que conlleva no tener cables por el suelo o por los rodapiés. La posibilidad de aprovechar el tendido eléctrico de baja tensión para transmitir datos ha despertado el interés de numerosas compañías eléctricas y fabricantes. El concepto en sí no es nada nuevo; se viene ensayando desde finales de los años 80 y ya entonces se estableció en Europa la norma CENELEC EN50065 para la transmisión de datos en la red de baja tensión en la banda de 3 a 148,5 kHz, básicamente para automatización ya que la velocidad que se consigue en bit/s es muy baja. En este sentido, varias experiencias piloto, en distintos países, se vienen llevando a cabo desde hace más de una década. En España Endesa, Iberdrola y Unión Fenosa, en Alemania RWE Powerline, en Italia SELTA, FE en Suiza; así como otras en los Estados Unidos, están apostando por esta tecnología y se espera el lanzamiento de las primeras ofertas comerciales a lo largo de los próximos años, una vez que el estándar PLC a alta frecuencia (> 1 MHz) esté finalizado, algo en lo que trabajan el ETSI (www.wtsi.org) y el CENELEC (www.cenelec.org). En apoyo de está tecnología, desde marzo del 2000 está trabajando el PLC Forum (www.plcforum. org) y que cuenta con más de 100 miembros, constituido por fabricantes, operadores y otras organizaciones interesadas en su promoción y difusión; su sede está en Interlaken (Suiza). Los ámbitos principales de aplicación que se consideran para la tecnología llamada PLC son tres: uno de ellos es la transmisión punto a punto sobre líneas de distribución eléctrica de alta y media tensión orientado a servicios de transmisión de datos, voz y telecontrol; otro local, para comunicaciones internas dentro del hogar (una especie de red local) sobre todo de tipo domótico, un entorno en el que otras tecnologías vía radio se muestran muy eficaces, evitando el tendido de Quizá, dentro de poco tiempo, una gran cantidad de dispositivos en el hogar podrán interconectarse entre sí y con las redes de voz y datos externas sin más que enchufarlos a la red eléctrica. Al tratarse de un tema de tanta actualidad como PLC (Power Line Communication) sobre el que se han vertido opiniones contradictorias en el pasado, ha parecido conveniente iniciar su desarrollo con nuestra sección divulgativa habitual “Qué Es...” Así, el lector puede situarse antes de iniciar el debate del Café de Redacción sobre la Situación Actual de la Tecnología PLC. De esta forma, se atienden las peticiones sobre información que se han recibido en la Redacción de BIT por parte de algunos lectores. D PLC. ¿Una alternativa para el acceso? BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 80cables y las obras (el gran problema) con una velocidad de transferencia que ya resulta adecuada para la mayor parte de usos domésticos, y otro sobre líneas de baja tensión como tecnología de acceso a otras redes y servicios de telecomunicaciones, cubriendo la última milla, como pueda ser la telefónica o a Internet. Power Line Communications A la hora de realizar un proyecto PLC habrá que tener en cuenta sus aspectos tecnológicos, regulatorios y de mercado, que iremos comentando a lo largo de este artículo. La tecnología conocida como PLC (Power Line Communications, o Power Line Carrier) permite la transmisión de voz y datos sobre cables de la red eléctrica de transporte de alta tensión, básicamente con fines de teleoperación y telecontrol, en su forma analógica y con una baja tasa binaria. El reto está en hacer que esta tecnología se utilice en la red de distribución de baja tensión 120/220 VAC y 50/60 Hz, a alta tasa binaria, suficiente para poder competir con la que ofrece la red telefónica con ADSL e incluso con la que ofrecen las modernas redes de cable. Hasta ahora, las tecnologías que han permitido la transmisión de datos a una velocidad mayor de 2 Mbit/s (a alta frecuencia > 1 MHz) sobre los cables de baja tensión de una vivienda u oficina tienen cierta fama de ser impredecibles en cuanto a prestaciones o a la velocidad debido al ruido y micro- BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 81 1 José M. Huidobro Moya [email protected] del fabricante nacional DS2 flujos en torno a los 10 Mbit/s, aunque el chipset puede llegar a ofrecer hasta 45 Mbit/s sobre un canal físico y una distancia de 700 metros, que se ve reducida a 3 Mbit/s para distancias de 3 km, y menos con tecnología de Ascom. El principal problema que presenta el envío de datos a través de la red eléctrica es tener que enfrentarse a todas las interferencias y perturbaciones que se encuentran presentes, dada la amplia proliferación de electrodomésticos y otros dispositivos conectados, un aspecto que las modernas técnicas de modulación tienden a solucionar. Cualquier fabricante de equipos eléctricos/ electrónicos se preocupa de equiparlo con los elementos de protección adecuados para que su funcionamiento sea correcto en todo momento, pero muy pocos se preocupan por evitar que generen interferencias en otros equipos, ya que la legislación al respecto (EMI) es permisiva. Al ser PLC una tecnología todavía en fase de desarrollo, con poca implantación, en muchos países no existe una legislación al respecto, pudiendo considerarse que es algo “alegal”. En tanto en cuanto no haya una regulación específica, al igual que la hay para poder prestar otros servicios considerados de telecomunicaciones, el crecimiento del mercado se verá afectado, ya que las empresas que decidan abordarlo y asumir el riesgo comercial que ello supone, podrían verse afectadas a posteriori por una reglamentación que no fuese compatible con las inversiones realizadas hasta entonces. cortes que tiene en cada momento la instalación. Incluso, dependiendo del país y del organismo regulador correspondiente (FCC, IEC, CENELEC, etc.) algunas instalaciones se pueden considerar alegales debido a la falta de regulación apropiada o a que incumple alguna de las normas establecidas (por ejemplo, el RBT/Reglamento de Baja Tensión) donde ha sido instalada. La última versión de este tipo de tecnologías PLC (HomePlug) alcanza una velocidad máxima de 14 Mbit/s, similar a la que disfruta la mayoría de los usuarios en sus oficinas. En experiencias piloto realizadas en España por Endesa Net Factory, en Barcelona, Sevilla pero, fundamentalmente en Zaragoza, se consiguen con la tecnologíabución a todos los enchufes de la casa. Este filtro además sirve para limpiar los ruidos generados en la red por todos los electrodomésticos conectados, ya que si se dejaran pasar esos ruidos, al unirse a los procedentes de otros usuarios de la red, acabarían por introducir distorsiones muy significativas. En segundo lugar, el filtro paso alto es el que libera los datos y facilita el tráfico bidireccional entre el cliente y la red. Este funcionamiento es muy similar al de los módems ADSL, que separan la voz (banda 0-4 kHz) de los datos (en torno 1 MHz). Desde el punto de vista de las infraestructuras, la solución de corrientes portadoras exige instalar equipos de comunicaciones (módems cabecera) en todos los centros de transformación, los que en una ciudad pueden llegar a ser miles, mientras que si se emplease cualquier tecnología de la familia xDSL, las operadoras sólo deberían colocar equipos en unas decenas de centrales telefónicas donde llegan los pares de cobre telefónico de los miles de abonados de la misma ciudad, una solución más económica. otras opciones comerciales como ADSL, en la cuál existe una línea de comunicación independiente por cada destino (bucle de abonado local). Para las compañías eléctricas que quieran ofrecer acceso a Internet a través de sus líneas se plantea el problema de los transformadores de Media/Baja Tensión, que se comportan como filtros que anulan la información de datos, por lo que se requiere colocar amplificadores de desacoplamiento en cada uno de ellos; esto que en Europa no es un gran inconveniente, si lo es en EE.UU. en donde cada transformador da servicio a un número muy reducido de hogares, lo que hace que el coste sea inabordable. Los módems eléctricos PLC, situados en los hogares de los abonados, tienen en su interior dos filtros “pasa banda”. El primero de ellos, el paso bajo, deja pasar la corriente eléctrica de 50 Hz (60 Hz) para su distri- BIT 136/NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2002 82 En el momento en el que las reglas de juego se establezcan y sean conocidas por todos, se podrá estimular la competencia y favorecer el despliegue de esta tecnología en condiciones idóneas, complementando a otras ya existentes, tanto para las empresas suministradoras como para los usuarios, que gozarán de una garantía en cuanto a las instalaciones y calidad del servicio ofrecido. Por otra parte, los modelos de negocio han de prever la demanda potencial de las zonas en la que se vaya a implantar, la oferta de tecnologías de acceso alternativas, y un equilibrio entre inversiones e ingresos generados, para que el modelo sea viable a medio/largo plazo. Corrientes portadoras La red eléctrica tiene un gran alcance (ubicuidad) y desde los centros de producción de energía eléctrica la distribuyen hasta los puntos de consumo, transformando la alta tensión inicial a media y baja tensión, utilizando los transformadores apropiados. Cada uno de los tres tramos de la red utiliza un nivel de voltaje distinto y se emplea toda una serie de mecanismos para garantizar el mantenimiento de los niveles, frente a la demanda, y proporcionar la seguridad requerida, tanto a nivel de protección de los propios elementos de la red ante averías, como la de los propios usuarios y operarios. La energía eléctrica se produce en una central y desde ahí, por medio de la red de alta y media tensión llega a las subestaciones y a los centros de transformación, de los que salen las líneas de baja tensión que dan servicio eléctrico a los abonados (residenciales y empresariales). En los centros de transformación se colocan pasarelas conectadas a Internet o la RTC, generalmente a través de fibra óptica. No se utiliza toda la red eléctrica para la transmisión de datos, sino la parte de distribución de baja tensión. Utilizando la técnica de corrientes portadoras, el ancho de banda disponible se debe compartir entre todos los usuarios conectados a la misma línea de distribución eléctrica, de manera que por ejemplo 10 Mbit/s en el Centro de Transformación (donde se concentran los distintos tendidos eléctricos) se reducen a poco menos de 100 kbit/s si se conectasen 100 abonados (el modelo español suele conectar de 200 a 500), aunque usando varias bandas de frecuencia para grupos de usuarios se pueden aumentar las prestaciones, pero se aumenta consecuentemente el coste de los equipos. Esto está en contraposición a PLC es una alternativa barata y universal para llevar servicios de banda ancha hasta todos los hogares.
30 oct 2015