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https://hdl.handle.net/20.500.12104/104663Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Orizaga Trejo, José Antonio | |
| dc.contributor.advisor | Maciel Arellano, María Del Rocío | |
| dc.contributor.advisor | Beltrán Ramírez, Jesús Raúl | |
| dc.contributor.advisor | Salazar Linares, Pablo | |
| dc.contributor.author | Cedillo Elias, Elsa Julieta | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-18T14:27:10Z | - |
| dc.date.available | 2024-09-18T14:27:10Z | - |
| dc.date.issued | 2021-01-11 | |
| dc.identifier.uri | https://wdg.biblio.udg.mx | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/104663 | - |
| dc.description.abstract | El gran incremento de la demanda de los servicios de Internet requiere contar con una infraestructura de comunicaciones sólida, dinámica, innovativa y resiliente que ofrezca seguridad al utilizarla en las Ciudades. En el presente documento presentamos la gran importancia que tiene el manejo de la información en el desarrollo de las ciudades, analizamos las características de la infraestructura heredada y los requerimientos de los nuevos servicios que demandan los ciudadanos. Estos servicios requieren cada día mayor velocidad de transferencia de información para garantizar la eficiencia de ellos. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) en 2019 incluye a las redes 5G como solución a los problemas de velocidad y movilidad en las ciudades ya que estas ofrecerán velocidades mayores a 10 Gbit. El Internet de las Cosas juega un gran papel en el desarrollo de las Ciudades para la recolección de datos, a través de él se ha desarrollado la instalación de redes de sensores para la recolección de información. Estas redes deben ser montadas sobre las redes convencionales cuya estructura y comportamiento ha sido heredado a través de las décadas desde los años 80’s. Presentamos la incorporación de redes definidas por Software para eficientar la entrega de datos. Si bien las redes 5G son una tendencia para brindar una infraestructura más eficiente, en las Ciudades en desarrollo, como es el caso de México y América Latina, no es viable basar las nuevas implementaciones en sus características, sin embargo, si se requiere que la infraestructura se construya de forma que pueda converger de forma natural hacia estas redes. Se realiza un análisis de las herramientas y protocolos que soportan a las redes, tanto las heredadas (Ethernet, TCT/IP) como las nuevas (SDN, NFV, Cloud); así como las herramientas de monitoreo que nos ayudan a garantizar el cumplimiento de los tiempos de entrega de la información, así como su integridad. Se presentan las etapas de desarrollo de la infraestructura y los resultados obtenidos de la implementación de las distintas versiones propuestas, así como de la arquitectura final, la cual incorpora todos los elementos estudiados y el papel que juegan en ella. Terminamos presentando nuestras conclusiones y los trabajos desarrollados y publicados de forma paralela al desarrollo de este trabajo durante el curso del Doctorado en Tecnologías de Información. | |
| dc.description.tableofcontents | Tabla de Contenido TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE 1 DOCTOR EN TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN CON ESPECIALIDAD EN 1 SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1 PRESENTA: 1 JURADO 1 ZAPOPAN, JAL., 1 11 DE ENERO DE 2021 1 CAPÍTULO 0 11 0. INTRODUCCIÓN 11 0.1. Las Smart Cities 12 CAPÍTULO 1 16 1. ESTADO DEL ARTE 16 1.1. Redes 5G 17 1.1.1. Características del 5G 20 1.2. Redes convencionales vs Redes SDN vs Redes 5G 21 1.3. Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) 22 1.3.1. Redes Híbridas 22 1.3.2. Tendencias IoT 23 1.4. Ciudades Inteligentes 24 1.4.1. Ciudades que ya son inteligentes 24 1.4.2. Desafíos de las Smart Cities 26 1.5. Software Networks, Virtualization, SDN, 5G and Security. Volume 1 27 1.6. The Dangers of Smart City Hacking 28 1.7. Security in Modern Smart Cities: An Information Technology Perspective 29 1.8. Resumen del capítulo 30 CAPÍTULO 2 32 2. PROBLEMÁTICA 32 2.1. Definición del problema 32 2.2. Escenario 36 2.3. Hipótesis 37 CAPÍTULO 3 39 3. METODOLOGÍA 39 3.1. Desarrollo Metodológico 39 3.2. La seguridad de la infraestructura de comunicaciones en una Smart City 42 3.2.1. Seguridad física 43 3.2.2. Seguridad lógica 43 3.3. Arquitectura de Smart City del Living Lab 44 3.4. Redes de Datos 45 3.4.1. Modelo OSI 45 3.5. Redes definidas por Software, SDN 46 3.5.1. Arquitectura red SDN 47 3.5.2. OpenFlow 48 3.6. Virtualización 49 3.7. Cómputo en la Nube 51 3.7.1. Niebla 52 3.7.2. Borde 53 3.8. Internet de las Cosas, IoT 54 3.8.1. Arquitectura IoT 55 3.8.2. M2M 57 3.9. Controladoras IoT para recolección de datos de consumo de energía CUCEA 57 3.9.1. Controladoras, sensores y actuadores 59 3.9.2. Protocolos de comunicación 59 3.10. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 60 3.10.1. Componentes principales de MQTT 61 3.10.2. Como trabaja MQTT 62 3.10.3. Ventajas de MQTT 63 3.10.4. Estructura del mensaje MQTT 63 3.10.5. Calidad de servicio QoS en MQTT 64 3.10.6. Seguridad de MQTT 64 3.11. HTTP, Protocolo de transferencia de hipertexto (Hyper Transfer Protocol) 65 3.12. HTTP vs MQTT 65 3.13. Herramientas implementadas 66 3.13.1. Mininet 67 3.13.2. VirtualBox 67 3.13.3. OpenDaylight (ODL) 69 3.13.4. LibreNMS 70 3.13.5. WireShark 72 CAPÍTULO 4 73 4. ARQUITECTURA PROPUESTA DE SOLUCIÓN 73 4.1. Red tradicional vs Red SDN 73 4.2. Elementos a considerar para el desarrollo de la Arquitectura 77 4.2.1. Físicos 77 4.2.2. Lógicos 79 4.3. Metodología base de la Arquitectura 80 4.4. Versión 1 82 4.4.1. Algoritmo 83 4.4.2. Seguridad 84 4.5. Versión 2 84 4.5.1. Incorporación de servicios de Nube 84 4.5.2. Seguridad de la arquitectura 85 4.6. Versión final 86 4.6.1. Elementos de la arquitectura 88 CAPÍTULO 5 90 5. DISEÑO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS 90 5.1. Modelado 91 5.2. Diseño 94 5.3. Implementación 97 5.3.1. Instalación. 99 5.3.2. Mininet 102 5.3.3. Controladora Open DayLight, ODL 103 5.4. Monitoreo de las Controladoras 105 5.5. Resultados 111 5.5.1. Ancho de banda 111 5.5.2. Latencias de redes heredadas y redes SDN 112 5.5.3. Throughput 114 5.5.4. RTT Round Trip Time 114 5.5.5. Costos 115 5.5.6. Cantidad de dispositivos soportados 117 5.5.7. Recursos Humanos 117 5.5.8. Variables del problema 118 CAPÍTULO 6 120 6. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 120 BIBLIOGRAFÍA 126 ANEXO 1, INSTALACIÓN DE MININET 133 ANEXO 2, INSTALACIÓN DE OPEN DAYLIGHT 138 ANEXO 3, MONITOREO CON WIRESHARK 146 Tabla de Contenido TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE 1 DOCTOR EN TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN CON ESPECIALIDAD EN 1 SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1 PRESENTA: 1 JURADO 1 ZAPOPAN, JAL., 1 11 DE ENERO DE 2021 1 CAPÍTULO 0 11 0. INTRODUCCIÓN 11 0.1. Las Smart Cities 12 CAPÍTULO 1 16 1. ESTADO DEL ARTE 16 1.1. Redes 5G 17 1.1.1. Características del 5G 20 1.2. Redes convencionales vs Redes SDN vs Redes 5G 21 1.3. Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) 22 1.3.1. Redes Híbridas 22 1.3.2. Tendencias IoT 23 1.4. Ciudades Inteligentes 24 1.4.1. Ciudades que ya son inteligentes 24 1.4.2. Desafíos de las Smart Cities 26 1.5. Software Networks, Virtualization, SDN, 5G and Security. Volume 1 27 1.6. The Dangers of Smart City Hacking 28 1.7. Security in Modern Smart Cities: An Information Technology Perspective 29 1.8. Resumen del capítulo 30 CAPÍTULO 2 32 2. PROBLEMÁTICA 32 2.1. Definición del problema 32 2.2. Escenario 36 2.3. Hipótesis 37 CAPÍTULO 3 39 3. METODOLOGÍA 39 3.1. Desarrollo Metodológico 39 3.2. La seguridad de la infraestructura de comunicaciones en una Smart City 42 3.2.1. Seguridad física 43 3.2.2. Seguridad lógica 43 3.3. Arquitectura de Smart City del Living Lab 44 3.4. Redes de Datos 45 3.4.1. Modelo OSI 45 3.5. Redes definidas por Software, SDN 46 3.5.1. Arquitectura red SDN 47 3.5.2. OpenFlow 48 3.6. Virtualización 49 3.7. Cómputo en la Nube 51 3.7.1. Niebla 52 3.7.2. Borde 53 3.8. Internet de las Cosas, IoT 54 3.8.1. Arquitectura IoT 55 3.8.2. M2M 57 3.9. Controladoras IoT para recolección de datos de consumo de energía CUCEA 57 3.9.1. Controladoras, sensores y actuadores 59 3.9.2. Protocolos de comunicación 59 3.10. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 60 3.10.1. Componentes principales de MQTT 61 3.10.2. Como trabaja MQTT 62 3.10.3. Ventajas de MQTT 63 3.10.4. Estructura del mensaje MQTT 63 3.10.5. Calidad de servicio QoS en MQTT 64 3.10.6. Seguridad de MQTT 64 3.11. HTTP, Protocolo de transferencia de hipertexto (Hyper Transfer Protocol) 65 3.12. HTTP vs MQTT 65 3.13. Herramientas implementadas 66 3.13.1. Mininet 67 3.13.2. VirtualBox 67 3.13.3. OpenDaylight (ODL) 69 3.13.4. LibreNMS 70 3.13.5. WireShark 72 CAPÍTULO 4 73 4. ARQUITECTURA PROPUESTA DE SOLUCIÓN 73 4.1. Red tradicional vs Red SDN 73 4.2. Elementos a considerar para el desarrollo de la Arquitectura 77 4.2.1. Físicos 77 4.2.2. Lógicos 79 4.3. Metodología base de la Arquitectura 80 4.4. Versión 1 82 4.4.1. Algoritmo 83 4.4.2. Seguridad 84 4.5. Versión 2 84 4.5.1. Incorporación de servicios de Nube 84 4.5.2. Seguridad de la arquitectura 85 4.6. Versión final 86 4.6.1. Elementos de la arquitectura 88 CAPÍTULO 5 90 5. DISEÑO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS 90 5.1. Modelado 91 5.2. Diseño 94 5.3. Implementación 97 5.3.1. Instalación. 99 5.3.2. Mininet 102 5.3.3. Controladora Open DayLight, ODL 103 5.4. Monitoreo de las Controladoras 105 5.5. Resultados 111 5.5.1. Ancho de banda 111 5.5.2. Latencias de redes heredadas y redes SDN 112 5.5.3. Throughput 114 5.5.4. RTT Round Trip Time 114 5.5.5. Costos 115 5.5.6. Cantidad de dispositivos soportados 117 5.5.7. Recursos Humanos 117 5.5.8. Variables del problema 118 CAPÍTULO 6 120 6. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 120 BIBLIOGRAFÍA 126 ANEXO 1, INSTALACIÓN DE MININET 133 ANEXO 2, INSTALACIÓN DE OPEN DAYLIGHT 138 ANEXO 3, MONITOREO CON WIRESHARK 146 Tabla de Contenido TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE 1 DOCTOR EN TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN CON ESPECIALIDAD EN 1 SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1 PRESENTA: 1 JURADO 1 ZAPOPAN, JAL., 1 11 DE ENERO DE 2021 1 CAPÍTULO 0 11 0. INTRODUCCIÓN 11 0.1. Las Smart Cities 12 CAPÍTULO 1 16 1. ESTADO DEL ARTE 16 1.1. Redes 5G 17 1.1.1. Características del 5G 20 1.2. Redes convencionales vs Redes SDN vs Redes 5G 21 1.3. Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) 22 1.3.1. Redes Híbridas 22 1.3.2. Tendencias IoT 23 1.4. Ciudades Inteligentes 24 1.4.1. Ciudades que ya son inteligentes 24 1.4.2. Desafíos de las Smart Cities 26 1.5. Software Networks, Virtualization, SDN, 5G and Security. Volume 1 27 1.6. The Dangers of Smart City Hacking 28 1.7. Security in Modern Smart Cities: An Information Technology Perspective 29 1.8. Resumen del capítulo 30 CAPÍTULO 2 32 2. PROBLEMÁTICA 32 2.1. Definición del problema 32 2.2. Escenario 36 2.3. Hipótesis 37 CAPÍTULO 3 39 3. METODOLOGÍA 39 3.1. Desarrollo Metodológico 39 3.2. La seguridad de la infraestructura de comunicaciones en una Smart City 42 3.2.1. Seguridad física 43 3.2.2. Seguridad lógica 43 3.3. Arquitectura de Smart City del Living Lab 44 3.4. Redes de Datos 45 3.4.1. Modelo OSI 45 3.5. Redes definidas por Software, SDN 46 3.5.1. Arquitectura red SDN 47 3.5.2. OpenFlow 48 3.6. Virtualización 49 3.7. Cómputo en la Nube 51 3.7.1. Niebla 52 3.7.2. Borde 53 3.8. Internet de las Cosas, IoT 54 3.8.1. Arquitectura IoT 55 3.8.2. M2M 57 3.9. Controladoras IoT para recolección de datos de consumo de energía CUCEA 57 3.9.1. Controladoras, sensores y actuadores 59 3.9.2. Protocolos de comunicación 59 3.10. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 60 3.10.1. Componentes principales de MQTT 61 3.10.2. Como trabaja MQTT 62 3.10.3. Ventajas de MQTT 63 3.10.4. Estructura del mensaje MQTT 63 3.10.5. Calidad de servicio QoS en MQTT 64 3.10.6. Seguridad de MQTT 64 3.11. HTTP, Protocolo de transferencia de hipertexto (Hyper Transfer Protocol) 65 3.12. HTTP vs MQTT 65 3.13. Herramientas implementadas 66 3.13.1. Mininet 67 3.13.2. VirtualBox 67 3.13.3. OpenDaylight (ODL) 69 3.13.4. LibreNMS 70 3.13.5. WireShark 72 CAPÍTULO 4 73 4. ARQUITECTURA PROPUESTA DE SOLUCIÓN 73 4.1. Red tradicional vs Red SDN 73 4.2. Elementos a considerar para el desarrollo de la Arquitectura 77 4.2.1. Físicos 77 4.2.2. Lógicos 79 4.3. Metodología base de la Arquitectura 80 4.4. Versión 1 82 4.4.1. Algoritmo 83 4.4.2. Seguridad 84 4.5. Versión 2 84 4.5.1. Incorporación de servicios de Nube 84 4.5.2. Seguridad de la arquitectura 85 4.6. Versión final 86 4.6.1. Elementos de la arquitectura 88 CAPÍTULO 5 90 5. DISEÑO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS 90 5.1. Modelado 91 5.2. Diseño 94 5.3. Implementación 97 5.3.1. Instalación. 99 5.3.2. Mininet 102 5.3.3. Controladora Open DayLight, ODL 103 5.4. Monitoreo de las Controladoras 105 5.5. Resultados 111 5.5.1. Ancho de banda 111 5.5.2. Latencias de redes heredadas y redes SDN 112 5.5.3. Throughput 114 5.5.4. RTT Round Trip Time 114 5.5.5. Costos 115 5.5.6. Cantidad de dispositivos soportados 117 5.5.7. Recursos Humanos 117 5.5.8. Variables del problema 118 CAPÍTULO 6 120 6. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 120 BIBLIOGRAFÍA 126 ANEXO 1, INSTALACIÓN DE MININET 133 ANEXO 2, INSTALACIÓN DE OPEN DAYLIGHT 138 ANEXO 3, MONITOREO CON WIRESHARK 146 Tabla de Contenido TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE 1 DOCTOR EN TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN CON ESPECIALIDAD EN 1 SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1 PRESENTA: 1 JURADO 1 ZAPOPAN, JAL., 1 11 DE ENERO DE 2021 1 CAPÍTULO 0 11 0. INTRODUCCIÓN 11 0.1. Las Smart Cities 12 CAPÍTULO 1 16 1. ESTADO DEL ARTE 16 1.1. Redes 5G 17 1.1.1. Características del 5G 20 1.2. Redes convencionales vs Redes SDN vs Redes 5G 21 1.3. Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) 22 1.3.1. Redes Híbridas 22 1.3.2. Tendencias IoT 23 1.4. Ciudades Inteligentes 24 1.4.1. Ciudades que ya son inteligentes 24 1.4.2. Desafíos de las Smart Cities 26 1.5. Software Networks, Virtualization, SDN, 5G and Security. Volume 1 27 1.6. The Dangers of Smart City Hacking 28 1.7. Security in Modern Smart Cities: An Information Technology Perspective 29 1.8. Resumen del capítulo 30 CAPÍTULO 2 32 2. PROBLEMÁTICA 32 2.1. Definición del problema 32 2.2. Escenario 36 2.3. Hipótesis 37 CAPÍTULO 3 39 3. METODOLOGÍA 39 3.1. Desarrollo Metodológico 39 3.2. La seguridad de la infraestructura de comunicaciones en una Smart City 42 3.2.1. Seguridad física 43 3.2.2. Seguridad lógica 43 3.3. Arquitectura de Smart City del Living Lab 44 3.4. Redes de Datos 45 3.4.1. Modelo OSI 45 3.5. Redes definidas por Software, SDN 46 3.5.1. Arquitectura red SDN 47 3.5.2. OpenFlow 48 3.6. Virtualización 49 3.7. Cómputo en la Nube 51 3.7.1. Niebla 52 3.7.2. Borde 53 3.8. Internet de las Cosas, IoT 54 3.8.1. Arquitectura IoT 55 3.8.2. M2M 57 3.9. Controladoras IoT para recolección de datos de consumo de energía CUCEA 57 3.9.1. Controladoras, sensores y actuadores 59 3.9.2. Protocolos de comunicación 59 3.10. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 60 3.10.1. Componentes principales de MQTT 61 3.10.2. Como trabaja MQTT 62 3.10.3. Ventajas de MQTT 63 3.10.4. Estructura del mensaje MQTT 63 3.10.5. Calidad de servicio QoS en MQTT 64 3.10.6. Seguridad de MQTT 64 3.11. HTTP, Protocolo de transferencia de hipertexto (Hyper Transfer Protocol) 65 3.12. HTTP vs MQTT 65 3.13. Herramientas implementadas 66 3.13.1. Mininet 67 3.13.2. VirtualBox 67 3.13.3. OpenDaylight (ODL) 69 3.13.4. LibreNMS 70 3.13.5. WireShark 72 CAPÍTULO 4 73 4. ARQUITECTURA PROPUESTA DE SOLUCIÓN 73 4.1. Red tradicional vs Red SDN 73 4.2. Elementos a considerar para el desarrollo de la Arquitectura 77 4.2.1. Físicos 77 4.2.2. Lógicos 79 4.3. Metodología base de la Arquitectura 80 4.4. Versión 1 82 4.4.1. Algoritmo 83 4.4.2. Seguridad 84 4.5. Versión 2 84 4.5.1. Incorporación de servicios de Nube 84 4.5.2. Seguridad de la arquitectura 85 4.6. Versión final 86 4.6.1. Elementos de la arquitectura 88 CAPÍTULO 5 90 5. DISEÑO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS 90 5.1. Modelado 91 5.2. Diseño 94 5.3. Implementación 97 5.3.1. Instalación. 99 5.3.2. Mininet 102 5.3.3. Controladora Open DayLight, ODL 103 5.4. Monitoreo de las Controladoras 105 5.5. Resultados 111 5.5.1. Ancho de banda 111 5.5.2. Latencias de redes heredadas y redes SDN 112 5.5.3. Throughput 114 5.5.4. RTT Round Trip Time 114 5.5.5. Costos 115 5.5.6. Cantidad de dispositivos soportados 117 5.5.7. Recursos Humanos 117 5.5.8. Variables del problema 118 CAPÍTULO 6 120 6. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 120 BIBLIOGRAFÍA 126 ANEXO 1, INSTALACIÓN DE MININET 133 ANEXO 2, INSTALACIÓN DE OPEN DAYLIGHT 138 ANEXO 3, MONITOREO CON WIRESHARK 146 | |
| dc.format | application/PDF | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | |
| dc.publisher | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.uri | https://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp | |
| dc.subject | Arquitectura De Comunicaciones | |
| dc.subject | Sdn | |
| dc.subject | Ciudades Inteligentes | |
| dc.subject | Redes 5G | |
| dc.title | Desarrollo de una arquitectura de comunicaciones basada en SDN para el desarrollo de las ciudades inteligentes en convergencia a las redes 5G | |
| dc.type | Tesis de Doctorado | |
| dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.holder | Cedillo Elias, Elsa Julieta | |
| dc.coverage | ZAPOPAN, JALISCO | |
| dc.type.conacyt | doctoralThesis | |
| dc.degree.name | DOCTORADO EN TECNOLOGIAS DE INFORMACION | |
| dc.degree.department | CUCEA | |
| dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.access | openAccess | |
| dc.degree.creator | DOCTOR EN TECNOLOGIAS DE INFORMACION | |
| dc.contributor.director | Larios Rosillo, Víctor Manuel | |
| Aparece en las colecciones: | CUCEA | |
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|---|---|---|---|
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