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Comunicaciones IP en Emergencias

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Los radioaficionados somos un recurso más que suma en una emergencia. En esta ponencia se pueden ver los medios de los que disponemos para desplegar una red MESH Wireless con capacidad de desplegar servicios en ella

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Comunicaciones IP en Emergencias

  1. 1. Amateur Radio Emergency Data Network Despliegue de redes IP en Emergencias
  2. 2. Alex Casanova Email: alexbogus@gmail.com Web: https://about.me/alex.casanova EA5HJX | 46T794 Apasionado por las nuevas tecnologías, las telecomunicaciones y las emergencias, con una gran vocación de servicio. Alta experiencia en sistemas y redes, actualmente trabaja como responsable de ciberseguridad; habitual en congresos de su sector donde ha impartido diferentes talleres y conferencias. En su tiempo libre, colabora con el podcast “El mundo en nuestra Antena”, labor que compagina con la radioafición (EA5HJX | 46T794) y el voluntariado en una AVPC.
  3. 3. Amateur Radio Emergency Data Network Redes IP en Emergencias
  4. 4. Los desastres naturales tienen un poder descomunal que golpea sin miramiento a las redes de telecomunicaciones Cuando una catástrofe ocurre habitualmente los sistemas de comunicaciones se encuentran saturados y/o inestables Cada vez existe una mayor demanda de capacidades de transmisión de A/V en tiempo real para apoyar en el mando y control de una emergencia La interoperatividad de los intervinientes es clave para el intercambio eficaz de información que ayude a la toma de decisiones En una emergencia las telecomunicaciones se ven afectadas
  5. 5. Los radioaficionados somos personal cualificado con conocimientos muy diversos. La actual radioafición une las comunicaciones, las redes y la informática. En una emergencia se dará el caso del BYODD (Bring your own device to the Disaster). Las telecomunicaciones pueden ser una buena forma de comunicar a la población Este aumento de la demanda de ancho de banda y de servicios hace que sea necesario el despliegue de soluciones IEN (Instant Emergency Networks ) Los radioaficionados somos un recurso útil que suma en el despliegue de comunicaciones. El proyecto Mesh Wireless pretende ser: portable, de despliegue rápido, e interoperable Los radioaficionados somos un recurso útil en una emergencia
  6. 6. Amateur Radio Emergency Data Network Redes MESH de radioaficionados: AREDN
  7. 7. Con AREDN el radioaficionado podrá: • Instalar un nodo de red con poco esfuerzo y conocimiento • Configurar la red automáticamente para que no sea necesario un conocimientode red avanzado • Usar equipamiento comercial confiable y de bajo costo • Definir estándares de integración entre redes El objetivo del Proyecto AREDN™ es, brindar a los radioaficionados un medio por el que transmitir información a alta velocidad (datos y/o vídeo), que sirva para apoyar con una red TCP/IP las necesidades existentes de ancho de banda en una situación de emergencia.
  8. 8. Capaz de desplegar una red de campo en cuestión de minutos. Los nodos viene preconfigurados y no hace falta tener conocimientos avanzados de routing Capacidad de disponer de enlaces de alta velocidad (Mb/s) con equipos totalmente compatibles (wifi 2,4 Ghz y ethernet) Múltiples aplicaciones pre- desplegadas: Voz sobre IP (VoIP), servidores de almacenamiento (fileservers), audio y vídeo en tiempo real Opcionalmente salida a Internet a través de nodos remotos que dispongan de enlaces fiables (vSAT) o mediante otros operadores Despliegue de redes IP en Emergencias
  9. 9. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Voz sobre IP PBX interna acceso a la PSTN Vídeo Circuito de cámaras en streaming Datos Fileserver, Chat, Winlink, GIS, email RoIP Conexión a repetidores (BM) Backbone Enlaces de alta capacidad a larga distancia Relay Enlaces de alta capacidad a media distancia Endpoint redes ad hoc en el teatro de operaciones Infraestructura Servicios Económico Coste de un nodo alrededor de 100€ Usabilidad No requiere skills de networking Compatibilidad compatible con muchos fabricantes Equipamiento
  10. 10. Amateur Radio Emergency Data Network Solicitud de uso especial del espectro radioeléctrico por Aficionados
  11. 11. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Plan de bandas Uso especial de espectro radioeléctrico • Los radioaficionadosdisponemos de asignaciónde frecuencias en la bandade 2.3 Ghz y 5.7 Ghz • Se recuerda que tantoen la bandade 2.3GHz como en la de 5GHz es necesario obtener autorización especial para emplearestas frecuencias. • Tambiénse recuerda que el estándarpara un puntode acceso es usar 802.11abgn • Las comunicacionesno puede ir cifradas • En el ESSID deberá identificarsea la estación (EAXXX) 2357 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Canal reservado 2362 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Enlaces PtP 2397 Ghz (5 Mhz ancho de canal) - Acceso usuario 5725 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Canal reservado 5735 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Canal reservado 5745 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Canal reservado 5675 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Enlaces PtP 5685 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Enlaces PtP 5695 Ghz (10 Mhz ancho de canal) - Acceso usuario https://www.dropbox.com/s/58j8dn1wjijv18z/Informacion%20adici onal%20a%20la%20solicitud%20de%20uso%20especial%20del %20espectro%20radioeltrico%20por%20AficionadosV2.doc?dl=0Cortesía de HAMNET Spain
  12. 12. Amateur Radio Emergency Data Network ¿Qué es una red MESH?
  13. 13. Vocalía de emergencias ¿Qué es una red Mesh? ¿Qué es una red Mesh? Qué es y cómo funciona Las redes Mesh o redes malladas son un tipo de red cuya topología se puede ver en la imagen adjunta, y que se basa en las redes ad hoc, donde no existe un punto central y cada uno de los nodos es nodo y encaminador de paquetes del resto de la red. Consiguiendo de esta forma descentralizartoda la red. La diferencia entre las redes malladas y las redes ad hoc se basa en que un nodo localizado en una red ad hoc, que no tiene visibilidad con otro nodo, no puede comunicarse. Sin embargo, en una red mallada los nodos pueden comunicarse con todos los nodos, bien de forma directa si se encuentra en el rango de alcance de la conexión Wireless, o a través de otros nodos (mediante rutas multi-salto) Redes LAN Internet Mesh
  14. 14. Vocalía de emergencias ¿Qué es una red Mesh? Red Wireless convencional Red Wireless mallada Todos los nodos se conectan a un punto central, y este es el que da salida a internet. Los equipos para comunicarse entre sí tienen que pasar por el punto de acceso, no hablan directamente unos con otros. En el caso de las redes malladas los nodos que tienen visibilidad entre ellos pueden comunicarse entre sí. En este tipo de redes cada “nodo” asume dos roles: nodo y router a la vez. Lo que permite encaminar el tráfico hacia otros puntos
  15. 15. Vocalía de emergencias Arquitectura de red Backone (PtP): • Normalmente en 5 Ghz • Ubicado a gran altitud • Enlaces troncales con distancia 5-10 Km Nodos de Relay • Normalmente en 5 Ghz • Ubicados en torres o edificios altos • Enlaces inferiores a 5 Km Endpoint Nodes • Utilizan 2,4 Ghz • Destinado a enlazar al usuario final • Distancias inferiores a 1 Km
  16. 16. Vocalía de emergencias Arquitectura de red
  17. 17. Vocalía de emergencias Arquitectura de red
  18. 18. Amateur Radio Emergency Data Network Dispositivos compatibles
  19. 19. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias https://www.arednmesh.org/content/supported-platform-matrix https://kit.com/alexbogus/aredn-amateur-radio-emergency-data-network
  20. 20. Amateur Radio Emergency Data Network Casos de uso ¿cómo podemos ayudar los radioaficionados?
  21. 21. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Casos de uso Triage en campo abierto Imaginemos por un momento que en una emergencia el triage se ha desplegadoen un parque(en campo abierto) , El equipode EMCOM lleva preconfiguradosvarios micro-routers AR150 USB. Cada una de las personas que participen en la emergencias podránusar sus propiosordenadorestan sólo conectandoal puerto USB el micro- router, no tendránque configurarnaday podránacceder mediantesu ordenador. Además, cada ordenadorconectadoa la red MESH ampliarála cobertura de la red ya que cada uno de ellos hace a la vez de cliente y de servidor ampliandola cobertura.
  22. 22. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Imaginemos a múltiples agencias que tengan que coordinarse y necesiten desplegar una red IP lo más rápido posible, tan sólo seria necesario “prestarles” durante el tiempo que dura la emergencias de un micro-router GL.inet AR150 que automáticamente les conectará a la red MESH y a sus servicios. Microrouter mesh GL.inet AR150
  23. 23. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Otro de los casos de uso para los que puede dar apoyo una red MESH como la planteada aquí es para interconectar el Puesto Médico Avanzado con el PMA mediante un de voz sobre IP (VoIP). Ya en el año 2010 varios de los voluntarios de EMCOM que estamos aquí desplegamos algo parecido para un preventivo de Cruz Roja en San Juan. Comunicaciones VoIP
  24. 24. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias En el caso de una emergencia dónde sea necesario desplegar un albergue, o una zona para la filiación de los damnificados. Sería muy sencillo desplegar nodos MESH para facilitar a los intervinientes el acceso a una red que les permita informatizar la toma de datos y la gestión de los mismos. Además, se pueden desplegar aplicaciones CAD o formularios que ayuden en la gestión
  25. 25. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias En los casos de rescate urbano, una red MESH puede ayudar transmitir imagen y/o video en tiempo real a los puestos de mando y control (PMA). Además al igual que hemos visto en los slides anteriores junto con un drone o globo cautivo se podría tener en tiempo real imágenes de la zona devastada.
  26. 26. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Los radioaficionados disponemos de la capacidad de posicionar a nuestros equipos de radio mediante APRS. Si a eso le sumamos la capacidad de llevar en una mochila un nodo mesh alimentado por una batería, dispondremos de comunicaciones IP durante toda la zona de búsqueda en una operación SAR (“Search & Rescue”)
  27. 27. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias CASO DE USO DEL DRONE CAUTIVO
  28. 28. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Casos de uso Drone cautivo Imaginemos por un momento que en una emergencia no hay ningunared disponibley que se debe dar coberturaa una amplia.No es posibledesplegar una torre con suficiente alturaparaalcanzar otros nodos de la red MESH. Dado el poco peso de los equiposMESH sería posible disponer de un “drone cautivo”como se ha podidover en el vídeo anterior,que facilitarseel enlace entre la zona que sí dispone de cobertura y la zona afectada por la emergencia. * Puede ser un apoyo a WESCAM
  29. 29. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Aprovechando el poco peso de los equipos MESH y el poco consumo que tienen estos. Sería relativamente sencillo disponer de un globo cautivo que permita levantar 25-30 de altura con un nodo que ampliase la cobertura de la red MESH en una situación de emergencia.
  30. 30. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Colaboración del Radio Club Errante con la Agrupación de Voluntarios de Protección Civil Molina de Segura (Murcia) que nos ha permitido demostrar las capacidades de los radioaficionados para prestar ayuda en grandes catástrofes, como son los terremotos, a través de la participación en el primer curso teórico-práctico de Búsqueda y Rescate en Estructuras Colapsadas según metodología INSARAG
  31. 31. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Todas estas actividades fueron coordinadas desde la BoO (Base of Operations) y el OSOCC virtual, donde los miembros de Radio Club en su vertiente de Voluntarios Colaboradores de la agrupación gestionaron y operaron los medios de transmisiones propios de Protección Civil. Además, apoyaron mediante su conocimiento en materias de informática y comunicaciones a las áreas de logística y operaciones. Por ejemplo, participaron en la obtención información geográfica local (mediante comunicaciones HF) y sectorización de zona de operaciones de acuerdo con la metodología INSARAG
  32. 32. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Disponer de una red IP que cubra una determinada extensión, nos permite desplegar casi cualquier infraestructura. En este caso, se puede observar como un “nodo desplegable” en la emergencia mediante conexión a la red MESH o mediante otro sistema se puede conectar con un servidor central alojado en un centro de datos. Esta conexión permite que en el teatro de operaciones de la emergencia se puedan desplegar nodos (hotspots) que se conecten con el servidor y este a su vez con el resto de nodos, repetidores o sistemas móviles.
  33. 33. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Las combinaciones son casi infinitas
  34. 34. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Servicios que se podrían desplegar: • Red mesh para interconexión • Mesh con gw via vSAT • Voz sobre IP (VoIP) • Servidor para intercambio de ficheros • Servidor videoconferencia • Servidor winlink (correo internet) • Wifi pública + Portal cautivo • CCTV + Streaming • Cualquier servicio que corra bajo IP Zona caliente / DOE* * DOE (Dirección Operativa de la Emergencia)
  35. 35. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias
  36. 36. Amateur Radio Emergency Data Network Despliegue de redes IP en Emergencias Despliegue de Software
  37. 37. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Es posible desplegar un servidor de VoIP (Asterisk) en el mismo punto de la emergencia y este puede estar interconectado mediante un trunk con la PABX o con otros sistemas de VoIP Los smartphones mediante wifi y usando una aplicación “softphone”, también podrían conectarse a la red de voz sobre IP (VoIP) Voz sobre IP Es posible albergar en los propios nodos un sistema de mensajería instantánea que permita la comunicación entre todos los puntos. Alternativamente es posible desplegar servidor más complejos como “mattermost” que además pueden ir federados con otros servidores en otras redes (Internet) Mesh Chat Los radioaficionados podemos posicionar nuestros equipos de radio mediante APRS y GPS para que puedan integrarse en un mapa y tener localizados a los integrante, por ejemplo de un equipo SAR (Search & Rescue). A través de la red MESH el resto de agencias podrían acceder al mapa y visualizar la información en tiempo real APRS Gateway
  38. 38. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias A través de la red MESH es posible instalar un servidor DMR (HBLINK3) y en los nodos remotos un “hotspot”. Esto permitirá desplegar una red DMR ad-hoc que puede ser aislada o interconectada con otras redes. La independencia de otras redes permitirá la resiliencia frente a la pérdida de infraestructuras DMR Dentro del servidor HAMSERVER, se dispone de un acceso a un servidor de ficheros que contiene toda la información de EMCOM España. Además puede realizar las funciones de repositorio y lugar de intercambio de información durante la emergencia. Fileserver A través de la red MESH y mediante un sencillo navegador, como si de Google maps se tratase, es posible acceder a un servidor de mapas actualizado. Los datos de estos mapas provienen de fuentes verificadas como OpenStreetMaps, entre otras. Mapas
  39. 39. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Al igual que se despliegan otras aplicaciones, en el servidor alojado en el rack de comunicaciones se pueden alojar aplicaciones CAD (Computer Aided Dispatch Software) para ayudar en la gestión y coordinación de la emergencia. Aplicaciones como: https://opencad.io/ CAD Person Finder es una aplicación de código abierto diseñada por Google para proporcionar un registro de personas para familiares de damnificados por una catástrofe natural. También permite buscar información sobre su situación y ubicación posible. Fue creada por ingenieros de Google tras el terremoto de Haiti en 2010 Person Finder También se puede crear un portal cautivo en una red wifi abierta, para que los ciudadanos puedan acceder un blog donde esté la información oficial, a software para informar acerca de la desaparición de un familiar, y/o aportar información a las agencias (p, ejemplo “Person Finder de Google inc.) Portal Cautivo
  40. 40. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Documentación EMCOM almacenada en Google Drive Cloud Servidor en Rack de comunicaciones de EMCOM Sincronización vía AREDN Sincronización vía Internet Sincronización vía Internet Sincronización vía Internet
  41. 41. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Construir una arquitectura de servicios mediante Docker nos permite poder desplegar aplicaciones de forma rápida y mantenerlas actualizadas con un repositorio central. Además, mediante scripting es muy sencillo replicar la configuración en otros HAMSERVERs. 1 Seleccionamos las aplicaciones que queremos desplegar 2 Ejecutamos el código que nos permite desplegar la APP Existe una gran cantidad de aplicaciones “empaquetadas” 3 Nuestro servidor está listo para poder usarse Mediante scripts hacemos el backup y replicamos el servidor ham@hamserver:/> rclone sync ham@hamserver:/> Docker-compose up -d
  42. 42. Amateur Radio Emergency Data Network Demostración
  43. 43. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias Servidor de Chat Editor colaborativo Gestión Docker Servidor ficheros Servidor mapas Hamserver.mesh.local 10.242.132.83 EA5NET-rack.mesh.local Wifi pública
  44. 44. Amateur Radio Emergency Data Network Despliegues “tácticos”
  45. 45. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias
  46. 46. Vocalía de emergencias Despliegue de redes IP en Emergencias ¿Preguntas? ¿dudas?

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