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Metodología en cuatro pasos para el aprendizaje y evaluación deestudiantes en competencias relacionadas con el diseño deredes de datos.

Roberto Carlos Guevara Calume

Septiembre 2011

Resumen

Se propone un método para el aprendizaje y evaluación de los estudiantes en competenciasrelacionadas con el diseño de redes de datos de fácil implantación el aula de clase, que permitiráaplicar un enfoque secuencial y modular a la evaluación y el desempeño del estudiante. Estemétodo permite al estudiante generar un diseño de red, partiendo de un esquema conceptual o deun enunciado, sin hacer especificaciones de los aspectos de funcionamiento de los dispositivos deinternetworking, como nubes enlaces y enrutadores, trascendiendo las especificaciones propias deuna marca o modelo de equipo especifico.

PALABRAS CLAVE: Metodología, diseño de redes de datos, aprendizaje, evaluación Secuencial,

Introducción

Existen métodos para el diseño de redes de datos tales como el propuesto por Alberto Marroquínen metodología para el diseño de una red de área local, campus network desing fundamentals,Integrated management of Networked Systems, Concepts, Architectures, and their OperationalApplication y otros. El problema con estos métodos es que intentan abordar toda la problemáticadel diseño de redes de datos, la cual es un área de estudio muy amplia, además intentan incluir laimplementación de estos métodos en elementos de internetworking como la configuración deenrutadores de marcas y modelos específicos.

Pero, el mayor problema con este tipo de macro metodologías es que requieren las competenciasde la asignatura estén en total concordancia con las competencias y contenido que se plantean enellas, lo que casi nunca sucede. Además estas metodologías no se preocupan por estar acordecon los TTP, (tiempo de trabajo presencial) y TTI (tiempo de trabajo independiente de lasasignaturas), tampoco consideran la separación del proceso de apropiación del conocimientoteórico y diseño como un proceso analítico, lo que dificulta al docente el evaluar al estudiante enforma separada cada una de estas dimensiones.

No se pretende desconocer sin embargo que estos métodos y fuentes de información como loslibros, son una invaluable fuente general de consulta, pero se requiere el uso métodos específicos

para cada una de las competencias definidas en las asignaturas, es por esto que se presenta eneste artículo como un método que aborda específicamente la competencia relacionada al diseñode redes de datos, para asignaturas que requieran de este eje temático, la metodología planteadaapoya el aprendizaje cooperativo pues permite al aplicar un enfoque secuencial y modular queestimula el trabajo cooperativo puesto que los estudiantes usarían los mismos pasos para abordarla solución del problema, contribuyendo con la facilidad de evaluación por parte del estudiante.



1. Los Métodos educativos

Los métodos educativos hacen referencia a la forma de proceder que tienen los profesores paradesarrollar su actividad docente. La falta de información sobre otros métodos exitosos y la intensavinculación de la enseñanza superior al magisterio académico han determinado que la lecciónmagistral sea la modalidad metodológica más empleada en la enseñanza universitaria. Sinembargo existen otros procedimientos eficaces para acercar a los estudiantes en su proceso deaprendizaje (Diaz, 2006). Se consideran como los métodos generales idóneos para utilizar en elámbito universitario los siguientes:

a) Método expositivo/lección magistral,b) Estudio de casos,c) Resolución de ejercicios y problemas,d) Aprendizaje basado en problemas,e) Aprendizaje orientado a proyectos,f) Aprendizaje cooperativo,g) Contrato de aprendizaje.

El método presentado en este artículo se enfoca a la solución de ejercicios y problemas, en eldiseño de redes de datos, también apoya el aprendizaje cooperativo pues permite aplicar unenfoque secuencial y modular que estimula el trabajo cooperativo.

Según el documento “el sistema tutorial y la universidad presencial colombiana” , Cada método deenseñanza tiene una estructura propia, lo que hace que algunos de ellos se ajusten mejor queotros a unos determinados propósitos. Esto significa que no puede descalificarse el método en símismo sino en relación con lo que de él se pretende; esto es, no hay un método mejor que otro,cada uno de ellos tiene ventajas y desventajas desde el punto de vista del estudiante, del docente,de la institución, del aprendizaje y del saber mismo (Tabares & Londoño, 1989), esto determina

que una misma metodología para toda asignatura no es un método viable y cobra relevancia elusar metodologías que apunten bien sea a una única competencia o incluso a un eje temático enparticular.

El Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) señala que la planificación didáctica de unamateria o asignatura debe tener en consideración los siguientes elementos:

1. Establecer las competencias (aprendizajes) que deben alcanzar los alumnos2. Planificar las modalidades y metodologías de enseñanza-aprendizaje más adecuadas para

su adquisición.3. Distribuir los contenidos a lo largo de un cronograma.4. Programar los criterios y procedimientos de evaluación a utilizar para comprobar si tales

competencias o aprendizajes se han adquirido realmente. En línea con lo anterior

Es en este escenario donde cobran relevancia las metodologías específicas de enseñanza-aprendizaje y evaluación donde esta última, la evaluación no es considerada en las metodologíasque tratan temas técnicos, que es lo que planteará en este documento.



2. metodología planteada

2.1 Área de aplicación: Esta metodología puede ser aplicada en asignaturas o cursos donde setenga como objeto de estudio las redes de datos y como competencia especifica el diseño redesde datos, abordado desde capa 3 del modelo OSI, la metodología se limita a indicar la estudiantecomo plasmar un diseño, partiendo de un esquema conceptual de la red o de un enunciado, sin

hacer especificaciones de los aspectos de funcionamiento de los dispositivos de internetworking,como nubes enlaces y enrutadores, ni cuestiones teóricas

2.2 Aplicación del método: En las asignaturas redes de datos además de comprender elfuncionamiento de los elementos de internetworking una de las competencias que se esperan deun estudiante, es el diseño esquemático del diseño del diseño de red donde pueda aplicar losconocimientos de capa 3, como la asignación del direccionamiento IP según la cantidad de PCconectados, la configuración de router y las tablas de enrutamiento.

El método permite que el estudiante realice una abstracción del diseño, el cual será fácilmenteevaluable sin requerir emuladores o el uso de comandos, lo que implica que el estudiante seenfoque en el diseño y no en su implementación, evitando consideraciones de marcas y equipos

empleados.

2.3. Pasos del método: Se propone dividir el proceso de diseño en 4 pasos independientes ysecuenciales del diseño de una red WAN, figura 1 muestra un diagrama de los pasos propuestospor el método.

3. Descripción de la metodología.

Se describen cada uno de los pasos que propone la metodología, definiendo los elementosrequeridos.

3.1 Pasos propuestos

Paso 1. Esquema de conexiones así como los mapas mentales son diagramas que permitenrepresentar palabras, ideas, tareas, u otros conceptos de una idea, para representar las redes dedatos se requiere un esquema de conexiones, en este esquema se debe mostrar claramente lasinterconexiones que existen entre las redes y los enrutadores, se debe diseñar la red acorde a un

enunciado eligiendo cada elemento, básicamente interfaces, routers, redes finales y redes deenlace.

Esquema de

conexiones

Asignación de

dirección IP

Configuración

de router

Tablas de

enrutamiento



Elementos:

Tabla 1 Elementos empleados en el diseño

Enrutadores Se refiere a los dispositivos de capa 3 quepermiten el encaminamiento de lospaquetes , debe emplearse solo 1 porlocalidad (ciudad)

Interfaces Son las tarjetas asociadas al router quepermiten la coxecion física de los elementosde internet working, FastEthernet ,Seriales ,debe usar una por cada red diferente en lamisma localidad

F0/0, F0/1 etc.S0/0/0 , S0/0, S0/1 etc

Redes deenlace

Son las redes que permiten las conexionesentre ciudades distantes, tienen forma derayo e indican ciudades diferentes, oenlaces proveídos por terceros.

Redes Finales Son la redes de usuarios finales dondeestán los PC, se conectan generalmente alos routers

Paso 2 Asignación de direccionamiento IP: permite asignar la clase de red según la cantidad dePC que tengan las redes A, B, o C, haciendo uso se la siguiente regla, debe usar la red sugerida,

de lo contrario debe usar la red que contenga en forma mas estricta la cantidad de pc requeridos

iniciando desde la clase C , debe emplear tabla 1.

Tabla 2 Tabla de asignación de direcciones IP según cantidad de PC en una red

Clase Rango Redes privadas N° de

Redes

N° de Host

Por Red

Máscara de

Red estándarA 0.0.0.0 – 127.0.0.0 10.0.0.0 128 16.777.214 255.0.0.0B 128.0.0.0 - 191.255.0.0 172.16.0.0-172.31.0.0 16.384 65.534 255.255.0.0C 192.0.0.0 -

223.255.255.0192.168.0.0-192.168.255.0

2.097.152 254 255.255.255.0

Para la escogencia de la clase de una red, por ejemplo si la red tiene 300 pc se analiza que estacantidad de pc no es soportada por una clase C (254 pc según tabla 1), se podría pensar en claseB o A pero se debe escoger B ya que es la clase que contiene de forma más estrecha los 300 PC.

Luego de escoger la red más adecuada debe decidir si es pública o privada, esto depende delenunciado, para cada red debe darse la máscara y default Gateway según tabla 2

Tabla 3 paramentos de la asignación IP

Nombre de laRedID-RedMascaraDefault Gateway



Se recomienda usar como Default Gateway el usar el ultimo pc disponible de la red, esto cobramayor valor pedagógico cuando se usan subredes pues verifica la pericia del estudiante pararealizar el cálculo de cuál sería la última disponible de la red IP de la red.

Si se tuviera una red en Medellín publica con 10 pc, es decir clase C se llenaría asi

Nombre de laRed MEDELLIN

ID-Red 200.0.0.0Mascara 255.255.255.0Default Gateway 200.0.0.254

Para las redes de enlace que comunican las ciudades entre sí, no debe especificar el DefaultGateway, ya que este encaminamiento es labor del enrutador

Paso 3 Configuración de router: En este paso el alumno especifica la dirección IP de cada unade las interfaces del Router, al margen de la marca sistema operativo o referencia del router aconfigurar, se deben especificar las IP tanto seriales como Ethernet, este paso está en

concordancia directa con las direcciones ip asignadas a las redes en el paso anterior, se proponeque se use una tabla similar a tabla 3.

Nombre del Router

Interface Dirección IP Mascara en formato /xF0/0 192.168.1.254 /24S0/0/0 172.16.0.0 /16S/0/0/1 200.0.0.1 /16

Se recomienda en las redes de enlace usar la primera y la última dirección ip de la red elegida enel paso anterior, esto también verifica la pericia del estudiante para realizar el cálculo de cuál seríala última y la primera IP disponible de la red.

Paso 4. Tablas de enrutamiento: Dado que se pueden usar múltiples protocolos de enrutamientocomo Rip u OSPF, este paso busca evaluar la pericia del estudiante para indicar el estado de lastablas de enrutamiento si se usara un protocolo como RIP, o si estas rutas se dieran en formaestatica al router, se propone el uso de la siguiente tabla.

Nombre del Router

Interface Red Destino Marcara Próximo salto Numero de saltos



3.2 Evaluación.

La evaluación si se realiza el diseño con los pasos planteados traería los siguientes beneficios:

-Si se aplica el método propuesto, es posible separar cada uno de los pasos como unaevaluación independiente.-Se pueden dar valores ponderados a cada una de los pasos que se requieran evaluar.

-El método no requiere del manejo o marcas determinadas.-El método permite fraccionar el aprendizaje en pasos coherentes de fácil recordaciónLa metodología puede expresarse en el siguiente mapa conceptual.

4. Aplicación de la metodología

Se aplicará la metodología a un ejemplo clásico de diseño de redes:

Una empresa X tiene varias redes distribuidas en diferentes regiones

R1: 400 PC red privada

R2: 220 PC red publica

R3:124 PC red publica

R4: 300 PC red privada

Realizar un diseño general y para cada uno de los elementos requeridos, asignar direccionamientoIP, configurar de routers con sus tabla de enrutamiento.

R1 es la red principal a la que se comunicarán todas las redes, R3 y R4 son redes que están en unmismo edificio.



Desarrollo

Paso 1:

Nótese que en la gráfica anterior tenemos:

Cuatro redes privadas R1 y R4 ambas clase B, ENA-B y ENA-C clase C

Dos redes públicas R2 y R3 clase C

Tres enrutadores llamados Rout.A, Rout.B, y Rout.C.

Se definieron los tipos de interfaces (Serial, Ethernet)

Una vez analizada la información que se nos da, procedemos a realizar el direccionamiento IP decada una de las redes.

Paso 2

Nombre de laRed

R1


Nombre de laRed

R2

ID-Red 192.1.0.0



Mascara 255.255.255.0Default Gateway 192.1.0.254

Nombre de laRed

R3


Nombre de laRed

R4

ID-Red 172.17.0.0.Mascara 255.255.0.0Default Gateway 172.17.255.254

Nombre de la

Red

ENA-B

ID-Red 192.168.1.0Mascara 255.255.255.0

Nombre de laRed

ENA-C

ID-Red 192.168.2.0Mascara 255.255.255.0

Paso 3

Nombre del RouterRouter.A

Interface Dirección IP Mascara /xF0/0 172.16.255.254 /16S0/0/0 192.168.1.1 / 24 /8S/0/0/1 192.168.2.1 / 24 /8

Nombre del RouterRouter.B

Interface Dirección IP Mascara en formato /xF0/0 192.2.0.254 /24F0/1 172.17.255.254 /16S/0/0/0 192.168.1.2 /24



Nombre del RouterRouter .C

Interface Dirección IP Mascara en formato /xF0/0 192.1.0.254 /24S0/0/0 192.168.2.2 /24

Paso 4

Nombre del RouterRouter.A

Interface Red Destino Marcara Próximo salto Numero de saltosF0/0 172.16.0.0 255.255.0.0 ConectadoS0/0/0 192.168.1.0 255.255.255.0 ConectadoS0/0/0 192.2.0.0 255.255.255.0 192.168.1.2 1S0/0/0 172.17.0.0 255.255.0.0 192.168.1.2 1S0/0/1 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.2 ConectadoS0/0/1 192.1.0.0 255.255.255.0 192.168.2.2 1

Nombre del RouterRouter.B

Interface Red Destino Marcara Próximo salto Numero de saltosF0/0 192.2.0.0 255.255.255.0 ConectadoF0/1 172.17.0.0 255.255.0.0 ConectadoS0/0/0 192.1.0.0 255.255.255.0 ConectadoS0/0/0 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.1.1 1S0/0/1 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.1 1S0/0/1 192.1.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1 2

Nombre del RouterRouter.C

Interface Red Destino Marcara Próximo salto Numero de saltosF0/0 192.1.0.0 255.255.255.0 ConectadoS0/0/0 192.168.2.0 255.255.255.0 ConectadoS0/0/0 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.2.1 1S0/0/0 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 1S0/0/0 172.17.0.0 255.255.0.0 192.168.2.1 2S0/0/0 192.2.0.0 255.255.255.0 192.168.2.1 2

Conclusiones

Se propuso una metodología, que puede ser aplicada en asignaturas o cursos donde se tenga

como objeto de estudio las redes de datos, abordado desde capa 3 del modelo OSI, sin hacerespecificaciones de los aspectos de funcionamiento de los dispositivos de internetworking, comonubes enlaces y enrutadores, ni cuestiones teóricas, la metodología puede ser aplicada enescenarios que requieran la evaluación VLSM, esta metodología se puede complementar con laaplicación de servicios como DNS, DHCP y VLAN.



Trabajos citados

Diaz, M. D. (2006). Metodologia de enseñanza y aprendizaje para el desarrollo decompetencias. Madrid, Espeña: Ailanza Editorial.

Marroquin piñola, A. J. (2002). Metodologia para el diseño de redes de area local.Guatemala.

Oppenheimer, P. (2011). Top-Down Network Design.A system analysis approach toenterprise network design. Indianapolis: Cisco Press.

Tabares, J., & Londoño, B. (1989). El sistema tutorial y la universidad presencialcolombiana.

Teare, d., & paquet, C. (2006). Campus Network Design Fundamentals. Cisco press.

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