6.3.2.3 Packet Tracer: caso de estudio: haga un prototipo y pruebe la solución

Última actualización: octubre 20, 2022

6.3.2.3 Packet Tracer: caso de estudio: haga un prototipo y pruebe la solución (versión para el instructor)

Nota para el instructor: El color de fuente rojo o las partes resaltadas en gris indican texto que solamente aparece en la copia del instructor.

Topología

Objetivos

• Explore Packet Tracer como herramienta de prototipos

Aspectos básicos/situación

En esta actividad, tendrá la chance de explorar Packet Tracer en función del prototipo del sistema de IoT diseñado para permitir que un usuario compruebe de manera remota si la puerta del garaje está abierta. Le recomendamos que explore libremente el prototipo para comprender mejor las tecnologías utilizadas en el sistema.

Parte 1: Topología

Paso 1: La red

La topología de la red está diseñada para simular un hogar conectado a Internet a través de un proveedor de servicios de Internet (ISP) basado en DSL. Un router inalámbrico brinda acceso inalámbrico a todos los dispositivos del hogar (computadoras de escritorio, PC portátiles, smartphones, etc.).

El router inalámbrico además se conecta a la WAN a través de un módem DSL que, a su vez, se conecta a Internet. Tenga en cuenta que el módem DSL lo proporciona el ISP.

El dispositivo SBC representa una computadora Raspberry Pi y se conecta a la puerta del garaje. Dado que la puerta del garaje no es inteligente ni tiene conectividad a Internet por su propia cuenta, SBC se usa para suplir esta brecha. Al igual que con los demás dispositivos del hogar, SBC se conecta a la tecnología inalámbrica del hogar mediante una red inalámbrica doméstica.

La PC doméstica y la PC portátil doméstica se añadieron para representar otros dispositivos domésticos conectados. Cualquiera de estos dispositivos puede usarse para acceder al sistema.

El router Wi-Fi público se añade para representar conexiones gratuitas a Internet en la ciudad. Piense en puntos de acceso inalámbricos presentes en bibliotecas, cafeterías, lugares de trabajo y más. La clave es que el usuario también tenga una conexión a Internet.

El smartphone representa al usuario cuando está lejos de casa. En esta situación, el acceso a Internet se logra a través del smartphone. Tenga en cuenta que el usuario también puede conectarse al sistema desde cualquier otro dispositivo, siempre que tenga una conexión a Internet.

a. Haga clic en SBC y el botón Avanzado en la parte inferior de la ventana SBC que se abre.

b. Haga clic en la ficha Programación. En el panel izquierdo que se abre, se muestra el nombre del archivo; en este caso, main.py. Este es el programa que se ejecutará en SBC en representación de la puerta del garaje.

c. Packet Tracer muestra el código real almacenado en main.py en el área derecha de la ventana. Esta es una ventana importante porque puede editar, detener y comenzar un programa.

d. Haga clic en el botón Ejecutar para ejecutar el programa. ¿Qué ocurre?
Se muestran algunos mensajes:
Desde send_status_py (Python)…
Verdadero
Estado actual de la puerta: 0

e. Este código, escrito en Python, es responsable de transmitir periódicamente el estado de la puerta del garaje a un servidor en Internet. Si la puerta está cerrada, el código envía 0. Si la puerta está abierta, envía 1 al servidor de Internet.

Vea el código y responda las siguientes preguntas:

¿Con qué frecuencia se actualizan los estados de la puerta enviados al servidor de Internet?
1000 milisegundos o 1 segundo.

¿Cuáles son la dirección IP y el puerto del servidor?
209.165.201.2
puerto 81

¿Cuáles son los nombres de las variables utilizadas para almacenar la dirección IP y el número de puerto del servidor?
serverIP y serverPort, respectivamente.

¿Qué módulos de Python se importaron al código?
tcp, time and gpio.

Parte 2: Uso del sistema

Para usar el sistema, considere la siguiente situación de caso de uso: el usuario sale de la casa y se detiene en una cafetería en su camino al trabajo. Durante la parada, el usuario se pregunta si la puerta del garaje quedó abierta o cerrada. Dado que el sistema ya está vigente, el usuario puede acceder rápidamente a la dirección del servidor de Internet desde el explorador web de su teléfono para verificar el estado de la puerta.

Paso 1: Apertura de la página de estado desde el smartphone

a. Haga clic en Smartphone y seleccione la ficha Escritorio en la ventana que se abre.

b. Navegue hasta Escritorio > Explorador web.

c. En la barra de direcciones URL, escriba www.connthings.example. Esta es la dirección IP del servidor de Internet utilizado para recopilar los datos enviados por SBC.

d. La página que se abre en Smartphone debe mostrar una barra verde que comunique que la puerta del garaje está cerrada.

e. Con la página de estado aún abierta en el smartphone, abra la puerta del garaje presionando la tecla ALT y haciendo clic en la puerta. La puerta se debería abrir.

¿Qué se muestra en el smartphone?
La barra verde se vuelve de color rojo, lo que indica que la puerta del garaje está abierta ahora.

SBC, que se conecta a la puerta, actualiza el servidor que actualiza el archivo local con el estado de la puerta. Cuando un usuario se conecta al servidor a través del explorador web, el servidor presenta una página web desarrollada en función del estado de la puerta almacenado en el disco.

Según lo aprendido en este curso, ¿cuál será la función del servidor de Internet utilizado en el prototipo de Packet Tracer?
Internet Cloud Server, proporcionar un Internet Cloud Server.

f. El sistema está diseñado para permitir que cualquier dispositivo conectado a Internet lo utilice. Intente abrir la página de estado de la puerta desde la PC doméstica y la PC portátil doméstica.

¿Funciona?
Sí. Ambos dispositivos pueden acceder a la página de estado y utilizar el sistema.

¿Cuál es el beneficio de acceder al sistema desde dentro de la casa?
Los usuarios pueden comprobar el estado de la puerta desde cualquier lugar, incluso desde la cama.

Parte 3: Preguntas de desafío

a. Expanda la nube de Internet y explore su contenido. Intente ubicar el servidor de DNS y el servidor web que recibe las actualizaciones en SBC.

b. Ubique el switch multicapa. ¿Cuál es la función de este prototipo?
Actuar como router principal para toda la topología.

c. Añada más dispositivos a la red doméstica e intente acceder al sistema desde ellos.

d. El sistema actualmente no almacena el estado de la puerta del garaje, pero puede ser una buena función para el futuro. ¿Puede pensar en un beneficio del almacenamiento del estado de la puerta con el tiempo?
Puede ser útil para el análisis de datos o simplemente para llevar un registro de los cambios en el estado de la puerta del garaje.

e. ¿Puede describir, de forma general, qué cambios debería hacer para que el sistema actual siga el estado?
Actualmente el archivo de texto utilizado por el servidor de Internet para guardar el estado de la puerta solo guarda el estado actual de esta. Ese código debe editarse para que el archivo guarde los estados anteriores anexando nuevos estados en lugar de reemplazarlos. También, se necesitan algunas modificaciones para asegurarse de que el servidor presente el último estado cuando recibe solicitudes de los clientes.

f. ¿Qué función de IoT crucial falta en este prototipo?
Seguridad. Los datos se envían en texto sin cifrar al servidor de Internet. Además, no se requiere autenticación para acceder a la página de estado. Por lo tanto, cualquier usuario (incluso usuarios malintencionados) podría obtener información de manera remota sobre el estado de la puerta del garaje y aprovecharla.

Parte 4: Reflexión

El prototipo del sistema es aquí sencillamente una prueba de concepto, pero puede usarse para presentar e incluso refinar algunos aspectos de un proyecto. Por naturaleza, los prototipos de Packet Tracer son muy económicos y permiten probar proyectos que requieran topologías de red compleja. Además, Python de Packet Tracer facilita la mejora y la transferencia de cualquier código a los dispositivos actuales una vez completada la fase de prueba.