Ciencia y Educación  
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)  
Vol. 7 No. 4.1  
Edición Especial IV 2026  
EVALUACIÓN DEL USO DE FIREWALLS DE NUEVA GENERACIÓN (NGFW) EN  
ENTORNOS EDUCATIVOS MEDIANTE SIMULACIÓN Y ANÁLISIS  
EVALUATION OF THE USE OF NEXT-GENERATION FIREWALLS (NGFW) IN  
EDUCATIONAL ENVIRONMENTS THROUGH SIMULATION AND ANÁLISIS  
Autores: ¹Jorge Eduardo Pinargote Quijije y ²Wilmer Antonio Moreira Sánchez.  
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0003-6861-6215  
²ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7772-6254  
¹E-mail de contacto: Jpinargote4909@utm.edu.ec  
²E-mail de contacto: wilmer.moreira@utm.edu.ec  
Afiliación: 1*2*Universidad Técnica de Manabí, (Ecuador).  
Artículo recibido: 19 de Abril del 2026  
Artículo revisado: 21 de Abril del 2026  
Artículo aprobado: 23 de Abril del 2026  
¹Estudiante de la Universidad Técnica de Manabí, (Ecuador).  
²Ingeniero en Sistemas Informáticos, egresado de la Universidad Técnica de Manabí, (Ecuador). Magíster en Tecnologías de la Información  
mención en Seguridad de Redes y Comunicaciones, egresado de la Universidad Técnica de Manabí, (Ecuador). Actualmente, Docente de la  
Universidad Técnica de Manabí, (Ecuador).  
implementación de un NGFW basado en  
software de código abierto constituye una  
solución viable, eficiente y adaptable para  
Resumen  
La creciente digitalización de los procesos  
académicos y administrativos en las instituciones  
educativas ha incrementado la exposición a  
amenazas cibernéticas, lo que justifica la  
necesidad de implementar mecanismos de  
fortalecer  
la  
seguridad  
en  
instituciones  
educativas, permitiendo mejorar la protección de  
la red sin comprometer el rendimiento ni la  
disponibilidad de los servicios digitales.  
seguridad  
avanzados  
que  
garanticen  
la  
Palabras clave: Firewall de nueva generación,  
protección de la información y la continuidad de  
los servicios. En este contexto, el presente  
estudio tuvo como objetivo evaluar la efectividad  
de un firewall de nueva generación (NGFW) en  
un entorno educativo virtualizado, analizando su  
impacto en la seguridad de la red, el rendimiento  
del sistema y el consumo de recursos. La  
metodología aplicada fue de tipo experimental  
Ciberseguridad,  
Virtualización,  
NGFW.  
Redes  
Seguridad  
educativas,  
informática,  
Abstract  
The increasing digitization of academic and  
administrative processes in educational  
institutions has increased exposure to cyber  
threats, justifying the need to implement  
advanced security mechanisms that guarantee  
information protection and service continuity. In  
this context, this study aimed to evaluate the  
effectiveness of a next-generation firewall  
con  
enfoque  
cuantitativo,  
basada  
en  
la  
simulación de tráfico mixto que integró tanto  
tráfico legítimo como ataques controlados. Se  
compararon métricas antes y después de la  
implementación  
del  
NGFW,  
considerando  
(NGFW)  
in  
a
virtualized  
educational  
variables como tiempo de respuesta, latencia,  
pérdida de paquetes, uso de CPU, memoria,  
almacenamiento y tráfico de red. Los resultados  
evidenciaron altos niveles de detección y  
bloqueo de amenazas, sin afectar el tráfico  
legítimo. Asimismo, se observó un impacto  
environment, analyzing its impact on network  
security, system performance, and resource  
consumption. The methodology employed was  
experimental with a quantitative approach, based  
on the simulation of mixed traffic that integrated  
both legitimate traffic and controlled attacks.  
Metrics were compared before and after the  
NGFW implementation, considering variables  
such as response time, latency, packet loss, CPU  
usage, memory, storage, and network traffic. The  
results showed high levels of threat detection and  
blocking without affecting legitimate traffic.  
mínimo  
en  
el  
rendimiento  
de  
la  
red,  
manteniéndose valores de latencia y respuesta  
dentro de rangos aceptables. El consumo de  
recursos del sistema se mantuvo estable, lo que  
confirma la eficiencia operativa del firewall en  
un entorno virtualizado. Se concluye que la  
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Furthermore, a minimal impact on network  
software de código aberto é uma solução viável,  
eficiente e adaptável para reforçar a segurança  
em instituições de ensino, melhorando a proteção  
da rede sem comprometer o desempenho ou a  
disponibilidade dos serviços digitais.  
performance was observed, with latency and  
response times remaining within acceptable  
ranges. System resource consumption remained  
stable, confirming the firewall's operational  
efficiency in a virtualized environment. It is  
concluded that implementing an open-source  
software-based NGFW is a viable, efficient, and  
adaptable solution for strengthening security in  
educational institutions, improving network  
Palavras-chave: Firewall de próxima geração,  
Cibersegurança,  
Redes  
educacionais,  
Virtualização, Segurança da informação,  
NGFW.  
Introducción  
protection  
without  
compromising  
the  
performance or availability of digital services.  
La seguridad de la información constituye un  
conjunto de prácticas, tecnologías y políticas  
orientadas a garantizar la confidencialidad,  
integridad y disponibilidad de los datos en  
entornos digitales. Dentro de estos mecanismos,  
los firewalls representan dispositivos de control  
perimetral que permiten gestionar el tráfico de  
red y prevenir accesos no autorizados (Neupane  
et al., 2018). En los últimos años, han  
evolucionado hacia los denominados firewalls de  
nueva generación (NGFW), que integran  
inspección profunda de paquetes, control de  
aplicaciones, sistemas de detección y prevención  
de intrusiones y análisis contextual del tráfico  
(Islam et al., 2023). A nivel global, la  
transformación digital ha incrementado la  
Keywords:  
Cybersecurity,  
Next-generation  
Educational  
firewall,  
networks,  
Virtualization, Information security, NGFW.  
Sumário  
A
crescente  
digitalização  
dos  
processos  
acadêmicos e administrativos em instituições de  
ensino aumentou a exposição a ameaças  
cibernéticas, justificando a necessidade de  
implementar  
mecanismos  
de  
segurança  
avançados que garantam  
a proteção da  
informação e a continuidade dos serviços. Nesse  
contexto, este estudo teve como objetivo avaliar  
a eficácia de um firewall de próxima geração  
(NGFW)  
virtualizado,  
em  
um  
analisando  
ambiente  
seu  
educacional  
impacto na  
segurança da rede, no desempenho do sistema e  
no consumo de recursos. A metodologia  
empregada foi experimental, com abordagem  
quantitativa, baseada na simulação de tráfego  
misto que integrava tanto tráfego legítimo quanto  
interconectividad  
y
la  
dependencia  
de  
infraestructuras tecnológicas, generando un  
aumento significativo de ciber amenazas cada  
vez más sofisticadas, como ataques dirigidos,  
ransomware y explotación de vulnerabilidades  
en aplicaciones web (Bellamkonda, 2024;  
Heredia et al., 2025).  
ataques  
controlados.  
As  
métricas  
foram  
comparadas antes e depois da implementação do  
NGFW, considerando variáveis como tempo de  
resposta, latência, perda de pacotes, uso da CPU,  
memória, armazenamento e tráfego de rede. Os  
resultados mostraram altos níveis de detecção e  
bloqueio de ameaças sem afetar o tráfego  
legítimo. Além disso, observou-se um impacto  
mínimo no desempenho da rede, com latência e  
tempos de resposta permanecendo dentro de  
faixas aceitáveis. O consumo de recursos do  
sistema permaneceu estável, confirmando a  
eficiência operacional do firewall em um  
En América Latina, el crecimiento sostenido de  
incidentes  
de  
seguridad  
informática  
ha  
evidenciado la vulnerabilidad de sectores con  
alta exposición de datos, entre ellos el educativo,  
donde se gestionan grandes volúmenes de  
información sensible (Heino et al., 2022). En el  
ámbito institucional, las redes educativas  
presentan características particulares como alta  
ambiente  
virtualizado.  
Conclui-se  
que  
a
implementação de um NGFW baseado em  
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densidad de usuarios, dispositivos heterogéneos  
aumenta el riesgo de interrupciones en los  
servicios institucionales y exposición de datos  
sensibles. La evaluación del uso de firewalls de  
nueva generación en entornos educativos resulta  
relevante desde una perspectiva tecnológica,  
académica y social.  
y acceso abierto a servicios digitales, lo que  
incrementa la superficie de ataque y la  
probabilidad de intrusiones (Maheswari et al.,  
2024).  
Muchas  
instituciones  
continúan  
con  
utilizando  
firewalls  
tradicionales  
capacidades limitadas de inspección y control, lo  
que dificulta la detección de amenazas avanzadas  
y el monitoreo del tráfico cifrado. En el contexto  
local, la falta de evaluación técnica de soluciones  
de seguridad, así como las limitaciones  
presupuestarias, han impedido la adopción de  
tecnologías NGFW en diversas instituciones  
educativas. Esta situación genera la necesidad de  
analizar el desempeño de estas herramientas  
mediante entornos controlados de simulación,  
con el propósito de determinar su efectividad,  
impacto en el rendimiento de la red y viabilidad  
operativa.  
En el ámbito tecnológico, los NGFW permiten  
integrar múltiples funciones de seguridad en una  
sola plataforma, mejorando la visibilidad del  
tráfico, el control de aplicaciones y la capacidad  
de respuesta ante amenazas avanzadas (Patel et  
al., 2024; Bellamkonda, 2020). Desde el punto  
de vista académico, el análisis mediante entornos  
de simulación aporta evidencia empírica sobre el  
comportamiento  
de  
estas  
tecnologías,  
permitiendo medir indicadores como eficiencia  
de detección, consumo de recursos y rendimiento  
de la red. Este tipo de estudios contribuye al  
desarrollo de investigaciones aplicadas en el  
campo de la ciberseguridad educativa. En el  
plano social, la protección de la información  
El  
entorno  
educativo  
contemporáneo  
se  
caracteriza por la incorporación de plataformas  
virtuales de aprendizaje, sistemas de gestión  
académica, repositorios digitales y servicios en  
institucional  
garantiza  
la  
privacidad  
de  
estudiantes, docentes y personal administrativo,  
fortaleciendo la confianza en los sistemas  
la  
nube.  
Estas  
infraestructuras  
requieren  
conectividad permanente y generan flujos  
constantes de tráfico de red que deben ser  
gestionados de forma segura. En instituciones de  
educación superior, el acceso simultáneo de  
estudiantes, docentes y personal administrativo a  
recursos internos y externos incrementa la  
complejidad de la gestión de la red. A pesar de  
ello, muchas infraestructuras aún dependen de  
esquemas tradicionales de seguridad perimetral  
que no permiten identificar aplicaciones,  
usuarios o comportamientos anómalos dentro del  
tráfico (Lamdakkar et al., 2024). Además, la  
ausencia de entornos de laboratorio para la  
simulación de ataques limita la capacidad de  
evaluar el desempeño de los sistemas de  
seguridad antes de su implementación real. Esto  
dificulta la toma de decisiones informadas y  
digitales  
utilizados  
para  
la  
gestión  
del  
conocimiento.  
Adicionalmente, la posibilidad de implementar  
NGFW mediante herramientas de código abierto  
representa una alternativa económicamente  
viable para instituciones con recursos limitados,  
permitiendo acceder a tecnologías de seguridad  
avanzadas sin incurrir en altos costos de licencias  
(Bellamkonda, 2024). Por tanto, el estudio se  
justifica en la necesidad de fortalecer la  
seguridad de las redes educativas mediante  
soluciones tecnológicas eficientes, evaluadas de  
forma rigurosa y adaptadas a las condiciones  
reales del entorno institucional. La evolución de  
la seguridad de redes ha estado determinada por  
el incremento de amenazas informáticas y la  
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creciente complejidad de los entornos digitales.  
Los firewalls tradicionales operan  
infraestructura institucional. Estas plataformas  
permiten recrear escenarios de ataque, analizar el  
comportamiento del tráfico y medir indicadores  
clave como latencia, consumo de recursos y  
eficiencia en la detección de amenazas  
(Lamdakkar et al., 2024).  
principalmente en las capas de red y transporte  
del modelo OSI, basando su funcionamiento en  
reglas estáticas de filtrado por direcciones IP,  
puertos y protocolos (Neupane et al., 2018). Este  
enfoque ha demostrado ser limitado frente a  
amenazas modernas que emplean técnicas de  
evasión, tráfico cifrado y explotación de  
vulnerabilidades en aplicaciones web (Islam et  
al., 2023).  
Materiales y Métodos  
La investigación se desarrolló bajo un enfoque  
experimental y descriptivo, orientado a evaluar  
el desempeño de un firewall de nueva generación  
(NGFW) en un entorno educativo simulado. El  
estudio se basó en la recreación de una  
infraestructura de red académica mediante  
virtualización, lo que permitió analizar de  
manera controlada el comportamiento del  
sistema ante tráfico legítimo y malicioso sin  
comprometer la red institucional real. El diseño  
metodológico contempló la configuración de un  
laboratorio virtual, la implementación de  
políticas de seguridad adaptadas al contexto  
educativo y la ejecución de escenarios de ataque  
simulados. Para el análisis de resultados se  
emplearon métricas de desempeño tales como  
tasa de detección de amenazas, porcentaje de  
bloqueo, latencia, consumo de recursos y  
eficiencia global del sistema. Los datos  
Ante estas limitaciones, los firewalls de nueva  
generación (NGFW) se consolidan como una  
solución integral que combina inspección  
profunda de paquetes (DPI), control de  
aplicaciones, análisis de comportamiento y  
sistemas  
intrusiones (IDS/IPS) en una arquitectura  
unificada (Smit Paneri, 2025). Estas  
capacidades permiten analizar el tráfico en capas  
superiores del modelo OSI, identificar  
de  
detección  
y
prevención  
de  
y
aplicaciones independientemente del puerto  
utilizado y detectar patrones de ataque en tiempo  
real, lo que mejora significativamente la  
visibilidad de la red.  
Diversos estudios evidencian que los NGFW  
incrementan la eficacia en la detección de  
amenazas y reducen la incidencia de falsos  
positivos mediante el uso de técnicas de  
inteligencia artificial y aprendizaje automático  
(Mohile, 2023). Estas tecnologías permiten  
obtenidos  
fueron  
procesados  
mediante  
estadística descriptiva, utilizando medidas de  
frecuencia, porcentajes y comparaciones de  
rendimiento  
antes  
y
después  
de  
la  
implementación del NGFW.  
analizar  
grandes  
volúmenes  
de  
tráfico,  
Para el desarrollo de la investigación se dispuso  
de un conjunto de recursos tecnológicos  
orientados a la simulación controlada de un  
entorno educativo y a la evaluación del  
desempeño de un firewall de nueva generación  
identificar comportamientos anómalos y aplicar  
políticas de seguridad basadas en el contexto del  
usuario,  
el  
tipo  
de  
aplicación  
y
el  
comportamiento del sistema. En el ámbito  
educativo, los entornos de simulación y  
virtualización se han convertido en herramientas  
fundamentales para evaluar el desempeño de  
soluciones de ciberseguridad sin comprometer la  
(NGFW).  
reproducir la arquitectura de una red académica  
real, incluyendo dispositivos de usuario,  
servidores y segmentos de red, así como generar  
Estos  
materiales  
permitieron  
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tráfico legítimo y malicioso para analizar la  
compatibilidad con entornos virtualizados, su  
disponibilidad en versiones de código abierto y  
su pertinencia para el análisis de ciberseguridad  
en contextos educativos.  
capacidad de detección, respuesta y rendimiento  
del sistema de seguridad implementado. La  
selección de herramientas se basó en su  
Tabla 1. Recursos tecnológicos utilizados en el estudio  
Recurso /  
Herramienta  
Categoría  
Especificaciones técnicas  
Función dentro del estudio  
Procesador multinúcleo (Intel i5 o superior),  
8–16 GB RAM, almacenamiento SSD ≥ 256  
Infraestructura de  
hardware  
Soporte para la ejecución del entorno  
virtualizado y simulación de red  
Equipos de cómputo  
GB  
Interconexión de máquinas virtuales y  
simulación del tráfico de red  
Creación del laboratorio virtual y  
segmentación de la red educativa  
Control del tráfico, protección  
perimetral y gestión de políticas de  
seguridad  
Conectividad  
Red local (LAN)  
Conectividad Ethernet 1 Gbps  
Plataforma de  
virtualización  
VirtualBox /  
VMware  
Hipervisor tipo 2 con soporte para múltiples  
máquinas virtuales  
Sistema basado en FreeBSD con DPI,  
filtrado de aplicaciones, control por políticas  
y soporte SSL/TLS  
Firewall NGFW  
pfSense / OPNsense  
Motor de detección basado en firmas y  
análisis de comportamiento en tiempo real  
Captura de paquetes, análisis de flujo y  
monitoreo de rendimiento  
Identificación y bloqueo de intrusiones  
y tráfico malicioso  
Sistema IDS/IPS  
Monitoreo de red  
Suricata / Snort  
Wireshark, ntopng,  
Zabbix  
Kali Linux,  
Metasploit, hping3,  
LOIC  
Evaluación del comportamiento del  
tráfico, latencia y consumo de recursos  
Simulación de ataques controlados  
(DoS, intrusión, malware, accesos no  
autorizados)  
Simulación de  
ataques  
Herramientas de pruebas de penetración y  
generación de tráfico malicioso  
Microsoft Excel /  
software estadístico  
Herramientas de procesamiento de datos y  
generación de gráficos  
Organización, análisis e interpretación  
de resultados experimentales  
Análisis de datos  
Fuente: Elaboración propia  
La configuración del entorno experimental se  
realizó mediante la creación de un laboratorio  
virtual que reproduce la arquitectura de una red  
Asimismo, se integró un sistema de detección y  
prevención de intrusiones (IDS/IPS), encargado  
de analizar en tiempo real los paquetes de datos,  
identificar patrones de ataque y bloquear  
actividades maliciosas. La configuración del  
entorno incluyó la definición de subredes  
educativa  
institucional.  
Este  
entorno  
fue  
diseñado considerando la segmentación típica de  
una infraestructura académica, incluyendo áreas  
de usuarios (estudiantes y docentes), servicios  
académicos, administración y una zona de  
control de seguridad perimetral. El firewall de  
nueva generación (NGFW) se ubicó como punto  
central de control del tráfico, permitiendo la  
virtuales,  
asignación  
de  
direcciones  
IP,  
establecimiento de rutas de comunicación y  
activación de mecanismos de registro de eventos  
(logs), lo que permitió realizar un seguimiento  
detallado del comportamiento del tráfico y del  
rendimiento del sistema de seguridad durante las  
pruebas.  
inspección,  
filtrado  
y
gestión  
de  
las  
comunicaciones entre los distintos segmentos de  
la red.  
El proceso experimental se diseñó con un  
El NGFW fue configurado con políticas de  
seguridad adaptadas al contexto educativo,  
incluyendo reglas de control de acceso por roles  
de usuario, filtrado de contenido web, bloqueo de  
aplicaciones no autorizadas y supervisión del  
tráfico cifrado mediante certificados SSL/TLS.  
enfoque metodológico cuantitativo–aplicado,  
orientado  
a
evaluar  
el  
impacto  
de  
la  
implementación de un firewall de nueva  
generación (NGFW) en un entorno de red  
educativa simulada. Para ello, se estructuraron  
tres fases secuenciales que permitieron analizar  
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comparativamente el comportamiento de la red  
entorno virtualizado, en el cual se simuló una red  
educativa con diferentes tipos de tráfico, tanto  
legítimo como malicioso. La evaluación se  
centró en tres dimensiones principales: detección  
de amenazas, rendimiento de la red y consumo  
de recursos del sistema, permitiendo observar el  
antes, durante y después de la aplicación de los  
mecanismos de seguridad.  
Fase 3: Simulación  
Fase 1:  
de ataques y  
Establecimiento de  
evaluación del  
la línea base de la  
sistema de  
red sin protección  
seguridad  
comportamiento  
del  
firewall  
de  
nueva  
generación bajo condiciones controladas. Con el  
objetivo de evaluar la capacidad del sistema para  
identificar y gestionar amenazas, se analizaron  
los eventos generados durante la simulación de  
tráfico malicioso y legítimo. Los resultados  
obtenidos permiten observar la relación entre  
eventos detectados, bloqueados y permitidos  
dentro del entorno de prueba.  
Fase 2:  
Implementación  
del NGFW y  
configuración de  
políticas de  
seguridad  
Figura 1. Fases del proceso experimental  
Fuente: Elaboración propia  
Resultados y Discusión  
El análisis de los resultados se desarrolló a partir  
de las pruebas experimentales ejecutadas en el  
Tabla 1. Detección de amenazas  
Eventos  
detectados  
Tipo de tráfico  
Eventos bloqueados  
Eventos permitidos  
Eficiencia (%)  
Malware  
50  
40  
35  
46  
38  
33  
0
4
4
2
92 %  
95 %  
94 %  
100 %  
Intentos de intrusión  
Accesos no autorizados  
Tráfico normal  
120  
120  
Fuente: Elaboración propia  
clasificación que priorizan el análisis antes de  
ejecutar acciones definitivas. En el caso del  
tráfico legítimo, no se registraron bloqueos, lo  
que confirma la correcta diferenciación entre  
actividades  
normales  
y
amenazas.  
Para  
profundizar en el comportamiento del sistema, se  
analizaron los tiempos de respuesta asociados a  
la detección y bloqueo de amenazas.  
Figura 1. Detección de amenazas  
Tabla 2. Tasa de respuesta del sistema por tipo  
Fuente: Elaboración propia  
de amenaza  
Tiempo de  
detección  
Tiempo de  
bloqueo  
(ms)  
Los resultados evidencian que el sistema  
mantiene un control efectivo sobre el tráfico  
malicioso, logrando bloquear la mayoría de los  
eventos detectados. La diferencia entre eventos  
detectados y permitidos responde a políticas de  
Tipo de amenaza  
(ms)  
18  
15  
Malware  
Intrusión  
Accesos no autorizados  
25  
22  
20  
12  
Fuente: Elaboración propia  
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Los datos obtenidos evidencian que el sistema  
presenta tiempos de respuesta reducidos tanto en  
la fase de identificación como en la  
su posible impacto sobre la red, optimizando así  
el equilibrio entre seguridad y operatividad. Con  
el propósito de analizar el impacto del firewall en  
el desempeño de la red, se realizó una  
comparación de métricas antes y después de su  
implementación, considerando condiciones de  
tráfico similares en ambos escenarios. Como se  
detalla en la tabla 5:  
neutralización de amenazas, lo que refleja un  
procesamiento ágil y eficiente frente a eventos de  
seguridad. Esta capacidad de reacción oportuna  
permite contener de manera temprana la  
propagación de tráfico malicioso dentro de la  
red, evitando que las amenazas se expandan  
hacia otros nodos o servicios. En consecuencia,  
se reduce el impacto potencial sobre la  
infraestructura, se preserva la integridad de la  
información y se mantiene la continuidad  
operativa del entorno educativo, incluso ante  
escenarios de tráfico hostil o concurrente.  
Adicionalmente, se realizó una clasificación de  
los eventos en función de su nivel de riesgo, con  
el fin de analizar la forma en que el sistema  
prioriza y gestiona cada tipo de amenaza.  
Tabla  
rendimiento  
5.  
Comparación  
detallada  
Con  
del  
Sin  
NGFW  
Métrica  
Variación  
NGFW  
Tiempo de  
respuesta (ms)  
Latencia promedio  
(ms)  
120  
135  
+15  
+15  
+0.3  
-10  
95  
2.1  
250  
110  
2.4  
Pérdida de  
paquetes  
Throughput  
(Mbps)  
240  
Fuente: Elaboración propia  
Los resultados evidencian  
que  
la  
Tabla 3. Clasificación de eventos por nivel de  
implementación del firewall introduce un  
incremento moderado en los tiempos de  
respuesta y en la latencia, lo cual se asocia  
directamente al procesamiento adicional que  
implica la inspección y validación del tráfico en  
tiempo real. Este comportamiento es inherente a  
los mecanismos de seguridad avanzados, como  
el análisis profundo de paquetes y la aplicación  
de políticas de filtrado. No obstante, dichas  
variaciones se mantienen dentro de rangos  
operativos aceptables y no generan afectaciones  
significativas en el funcionamiento general de la  
red, permitiendo que los servicios académicos y  
administrativos se desarrollen con normalidad y  
sin interrupciones perceptibles para los usuarios.  
riesgo  
Nivel de  
riesgo  
Número de  
eventos  
Acción del  
sistema  
Bloqueo  
Alto  
78  
inmediato  
Monitoreo activo  
Registro  
Medio  
Bajo  
32  
35  
Fuente: Elaboración propia  
La clasificación de los eventos evidencia que el  
sistema implementa un enfoque diferenciado en  
su gestión, en el cual se prioriza el bloqueo  
inmediato ante situaciones de alto riesgo,  
mientras que en escenarios de riesgo moderado  
se opta por estrategias de monitoreo y análisis  
continuo. Este comportamiento permite no solo  
responder de manera efectiva ante amenazas  
críticas,  
sino  
también  
evitar  
decisiones  
Con el fin de analizar de manera más precisa el  
impacto del firewall en el entorno educativo, se  
evaluó su comportamiento en diferentes tipos de  
actividades representativas del uso cotidiano de  
la red por parte de los usuarios. Estas actividades  
incluyen navegación web, transferencia de  
innecesarias que puedan afectar el tráfico  
legítimo. De esta forma, el firewall demuestra  
una gestión contextual del tráfico, en la que las  
acciones no se limitan a reglas estáticas, sino que  
consideran el nivel de riesgo, el tipo de evento y  
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archivos y acceso a plataformas académicas,  
Los resultados indican que la red mantiene un  
comportamiento estable incluso en condiciones  
de alta demanda, lo que evidencia la capacidad  
del sistema para gestionar volúmenes elevados  
de tráfico sin generar interrupciones ni  
degradaciones críticas en el servicio. Este  
desempeño refleja que el firewall es capaz de  
procesar de manera eficiente múltiples flujos de  
datos simultáneos, manteniendo la continuidad  
operativa y garantizando la disponibilidad de los  
servicios, aun en escenarios donde la carga de la  
red se incrementa significativamente.  
permitiendo identificar cómo las variaciones en  
el rendimiento influyen en cada servicio.  
Tabla 4. Rendimiento según tipo de actividad  
Tiempo sin  
NGFW (ms)  
100  
Tiempo con  
NGFW (ms)  
115  
Actividad  
Navegación web  
Transferencia de  
archivos  
Acceso a  
plataforma LMS  
140  
110  
155  
125  
Fuente: Elaboración propia  
Se observa que el impacto del firewall se  
mantiene uniforme a lo largo de las distintas  
El análisis del consumo de recursos permite  
evaluar de manera integral la eficiencia operativa  
del firewall durante su funcionamiento en  
distintos escenarios de carga. A través de la  
actividades  
evaluadas,  
evidenciando  
un  
comportamiento estable en los tiempos de  
respuesta independientemente del tipo de  
servicio utilizado. A pesar del procesamiento  
adicional asociado a los mecanismos de  
seguridad, no se registran interrupciones ni  
degradaciones perceptibles en la prestación de  
los servicios, lo que indica que el sistema logra  
medición  
del  
uso  
de  
CPU,  
memoria,  
almacenamiento y ancho de banda, es posible  
identificar cómo el sistema responde ante  
variaciones en la demanda, así como su  
capacidad para mantener un desempeño estable  
sin generar sobrecargas. Este enfoque facilita la  
comprensión del equilibrio entre el nivel de  
seguridad implementado y la utilización de  
recursos, lo cual resulta fundamental para  
determinar la viabilidad del sistema dentro de  
integrarse  
adecuadamente  
en  
el  
entorno  
educativo sin afectar la experiencia del usuario  
ni la continuidad de las operaciones.  
Con el propósito de evaluar la estabilidad de la  
red frente a distintos niveles de exigencia, se  
analizó el comportamiento del sistema bajo  
escenarios de tráfico progresivamente más  
intensos, incluyendo condiciones normales,  
mixtas y situaciones de alta carga. Este enfoque  
permitió observar la capacidad del firewall para  
adaptarse a variaciones en el volumen y tipo de  
tráfico, así como su desempeño ante incrementos  
sostenidos en la demanda, proporcionando una  
visión más completa de su funcionamiento.  
entornos  
educativos  
con  
limitaciones  
tecnológicas.  
Tabla 6. Consumo de CPU por tipo de tráfico  
Uso promedio  
Uso máximo  
Tipo de tráfico  
CPU  
CPU  
Tráfico normal  
Tráfico mixto  
30  
41  
40  
58  
Ataque simulado  
50  
58  
Fuente: Elaboración propia  
El uso de CPU se incrementa de manera  
proporcional al nivel de carga y a la complejidad  
del tráfico procesado, especialmente durante la  
inspección simultánea de múltiples flujos y la  
activación de reglas de seguridad avanzadas. No  
obstante, este comportamiento se mantiene  
dentro de rangos controlados, evidenciando que  
Tabla 5. Estabilidad de la red bajo carga  
Estado de la  
Escenario  
Observación  
red  
Tráfico normal  
Tráfico mixto  
Estable  
Estable  
Estable  
Sin retrasos  
Ligera latencia  
Ataque simulado (DoS)  
Sin caída del sistema  
Fuente: Elaboración propia  
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el sistema es capaz de gestionar de forma  
identificando su desempeño frente a incrementos  
en la demanda y su capacidad para mantener la  
eficiencia en la transmisión sin generar  
congestión ni afectar la calidad del servicio.  
eficiente el procesamiento requerido sin alcanzar  
niveles críticos de saturación, incluso en  
escenarios de alta exigencia operativa. Para  
complementar el análisis del desempeño del  
sistema, se evaluó el comportamiento de la  
memoria bajo distintas condiciones operativas,  
considerando escenarios de carga normal, tráfico  
mixto y situaciones de mayor exigencia. Este  
enfoque permitió identificar cómo el firewall  
gestiona los recursos de memoria durante la  
ejecución de procesos de inspección, análisis y  
registro de eventos, así como su capacidad para  
mantener estabilidad sin generar sobrecargas que  
puedan afectar el rendimiento general del  
sistema.  
Tabla 8. Uso de red por escenario  
Tráfico promedio  
Pico  
(Mbps)  
150  
Escenario  
(Mbps)  
120  
180  
Tráfico normal  
Tráfico mixto  
Ataque  
240  
200  
240  
simulado  
Fuente: Elaboración propia  
El sistema demuestra una adecuada capacidad  
para gestionar incrementos en el volumen de  
tráfico, manteniendo un flujo de datos continuo  
y ordenado incluso en escenarios de alta  
concurrencia. No se evidencian signos de  
congestión ni interrupciones en la comunicación,  
lo que indica una gestión eficiente del ancho de  
banda y una correcta priorización de los flujos de  
Tabla 7. Uso de memoria según actividad  
Uso promedio  
RAM  
Pico máximo  
RAM  
Escenario  
Operación  
normal  
3.2 GB  
3.8 GB  
red.  
Este  
comportamiento  
garantiza  
la  
Tráfico mixto  
Ataque activo  
3.9 GB  
4.2 GB  
4.6 GB  
4.6 GB  
estabilidad en la transmisión de datos y  
contribuye a la continuidad de los servicios  
dentro del entorno evaluado. Con el propósito de  
validar la consistencia de los resultados  
obtenidos, se aplicó un análisis estadístico  
descriptivo a las principales métricas del sistema,  
considerando valores promedio y su variabilidad  
a partir de múltiples ejecuciones del entorno de  
simulación.  
Fuente: Elaboración propia  
Los datos reflejan una utilización estable de la  
memoria a lo largo de los distintos escenarios  
evaluados, sin presentar fluctuaciones abruptas  
ni  
incrementos  
inesperados  
que  
puedan  
comprometer el rendimiento del sistema. Este  
comportamiento evidencia una adecuada gestión  
de los recursos, permitiendo que las tareas de  
inspección, análisis y registro de eventos se  
ejecuten de manera continua y eficiente, sin  
generar saturación ni afectar la estabilidad  
operativa del entorno.  
Tabla 9. Medidas de tendencia central  
Métrica  
Latencia (ms)  
Tiempo de respuesta (ms)  
Uso de CPU  
Media  
110  
135  
41  
Uso de RAM (GB)  
3.9  
Se analizó el comportamiento del tráfico de red  
con el propósito de evaluar la capacidad del  
sistema para gestionar el ancho de banda durante  
la ejecución de las pruebas, considerando  
distintos niveles de carga y concurrencia. Este  
análisis permitió observar cómo el firewall  
administra los flujos de datos en tiempo real,  
Fuente: Elaboración propia  
Los  
valores  
promedio  
reflejan  
el  
comportamiento representativo del sistema bajo  
condiciones de operación normal y escenarios de  
carga  
mixta,  
permitiendo  
identificar  
una  
tendencia consistente en el desempeño del  
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firewall. Estos resultados evidencian que el  
sistema mantiene estabilidad en su  
funcionamiento, respondiendo manera  
uniforme ante variaciones en el tráfico sin  
presentar fluctuaciones significativas que  
puedan afectar su operatividad.  
Tabla 13. Confiabilidad de resultados  
Parámetro evaluado  
Repetición de pruebas  
Variación entre pruebas  
Consistencia general  
Resultado  
5 ejecuciones  
Baja  
de  
Alta  
Fuente: Elaboración propia  
Estos resultados confirman que el sistema  
mantiene un comportamiento estable a lo largo  
Para complementar el análisis, se evaluó la  
dispersión de los datos con el fin de determinar  
el nivel de estabilidad del sistema durante la  
ejecución de las pruebas. Este enfoque permitió  
identificar el grado de variabilidad de las  
métricas analizadas y verificar si los valores  
obtenidos se mantienen cercanos a la media, lo  
cual resulta fundamental para validar la  
consistencia del comportamiento del firewall  
bajo distintas condiciones de operación.  
de  
evidenciando una respuesta consistente ante  
condiciones operativas similares. Esta  
uniformidad en el desempeño respalda la validez  
de los datos obtenidos fortalece la  
las  
distintas  
ejecuciones  
realizadas,  
y
confiabilidad del análisis, al demostrar que los  
resultados son reproducibles y representativos  
del funcionamiento real del firewall en el entorno  
evaluado. Los resultados obtenidos evidencian  
que la implementación de firewalls de nueva  
generación (NGFW) en entornos educativos  
virtualizados constituye una estrategia eficaz  
para fortalecer la seguridad de la red sin  
comprometer la operatividad del sistema.  
Tabla 10. Medidas de dispersión  
Métrica  
Latencia (ms)  
Tiempo de respuesta (ms)  
Uso de CPU  
Desviación estándar  
3
4
5
Uso de RAM (GB)  
Fuente: Elaboración propia  
0.4  
Este comportamiento coincide con lo planteado  
por diversos estudios que destacan que los  
NGFW combinan inspección profunda de  
paquetes, control de aplicaciones y análisis  
contextual del tráfico, permitiendo una defensa  
más precisa frente a amenazas avanzadas  
(Stallings, 2017). En relación con la detección y  
La baja variabilidad observada indica que los  
valores se mantienen cercanos a la media, lo que  
evidencia un comportamiento consistente y  
predecible del sistema a lo largo de las pruebas.  
Esta estabilidad en los datos permite afirmar que  
el firewall opera de manera uniforme frente a  
distintas condiciones de carga, sin presentar  
bloqueo  
de  
amenazas,  
los  
niveles  
de  
correspondencia entre eventos detectados y  
bloqueados confirman la eficacia de los  
mecanismos de correlación de eventos y análisis  
de comportamiento. Estos hallazgos coinciden  
con lo señalado por investigaciones recientes,  
donde se establece que los sistemas de seguridad  
basados en firmas combinados con análisis  
heurístico incrementan significativamente la tasa  
de detección de malware y ataques de intrusión  
(Kaufman et al., 2022). Asimismo, la capacidad  
de discriminar correctamente el tráfico legítimo  
del malicioso respalda lo propuesto en estudios  
fluctuaciones  
significativas  
que  
puedan  
comprometer su rendimiento o confiabilidad.  
Finalmente, se evaluó la confiabilidad de los  
resultados mediante la repetición de pruebas bajo  
condiciones similares, con el fin de verificar la  
consistencia del comportamiento del sistema en  
diferentes ejecuciones. Este procedimiento  
permitió confirmar que los datos obtenidos no  
corresponden a eventos aislados, sino a un  
desempeño estable y reproducible del firewall  
dentro del entorno analizado.  
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que destacan la importancia del control de acceso  
tráfico (Herman et al., 2020). Este aspecto es  
especialmente relevante en instituciones  
basado en identidad y contexto, especialmente en  
redes académicas con alta diversidad de  
dispositivos (Silva, 2020). El comportamiento  
observado en el tráfico normal, el cual no fue  
bloqueado, demuestra una adecuada calibración  
de las políticas de seguridad, evitando falsos  
positivos. Este resultado es coherente con lo  
planteado en investigaciones sobre gestión de  
políticas en NGFW, donde se enfatiza que la  
correcta definición de reglas permite mantener la  
disponibilidad de servicios sin afectar la  
experiencia del usuario (Madhloom et al., 2023).  
educativas con recursos limitados, donde la  
eficiencia del sistema resulta determinante para  
su viabilidad operativa (Tanenbaum et al., 2021).  
Otro aspecto importante es la aplicabilidad en  
entornos educativos, donde la literatura destaca  
que  
las  
redes  
académicas  
presentan  
características particulares, como acceso abierto,  
alta rotación de usuarios y diversidad de  
dispositivos, lo que incrementa la superficie de  
ataque (Khan, 2016). En este contexto, la  
implementación de soluciones integrales de  
seguridad, como los NGFW, se alinea con las  
recomendaciones actuales en ciberseguridad  
educativa, orientadas a proteger la información  
institucional y garantizar la continuidad de los  
servicios (Gajjar y Taherdoost, 2024). Además,  
el uso de entornos virtualizados y laboratorios de  
simulación para la evaluación de mecanismos de  
defensa ha sido ampliamente recomendado en la  
En este sentido, el equilibrio entre seguridad y  
accesibilidad constituye un elemento clave en  
entornos educativos, como lo indican diversos  
autores en el ámbito de la ciberseguridad  
institucional (Savoine et al., 2018). Desde la  
perspectiva del rendimiento de la red, las  
variaciones en latencia y tiempo de respuesta se  
mantienen dentro de parámetros aceptables, lo  
cual concuerda con estudios que sostienen que  
literatura,  
ya  
que  
de  
permite  
las  
analizar  
el  
los  
NGFW  
introducen  
una  
sobrecarga  
comportamiento  
amenazas  
sin  
computacional moderada debido a la inspección  
profunda de paquetes, pero que esta no afecta de  
manera significativa la calidad del servicio  
cuando la infraestructura está correctamente  
dimensionada (Mohile, 2023).  
comprometer la infraestructura real (Cui et al.,  
2019; Mohammed y Shaik, 2025). Este enfoque  
no solo fortalece la seguridad, sino que también  
contribuye a la formación académica en  
ciberseguridad,  
generando  
entornos  
de  
aprendizaje prácticos y controlados (Storm et al.,  
2023).  
Este  
comportamiento  
también  
ha  
sido  
documentado en entornos virtualizados, donde  
se destaca que la virtualización permite  
optimizar el uso de recursos y mantener la  
estabilidad operativa de los sistemas de  
seguridad (Montalvo et al., 2025). En cuanto al  
consumo de recursos, los resultados reflejan una  
Por otra parte, diversos estudios han destacado  
que la adopción de soluciones basadas en  
software libre o de bajo costo facilita la  
implementación de tecnologías avanzadas de  
protección en instituciones con restricciones  
presupuestarias (Oppliger, 2023). Este aspecto  
resulta coherente con la necesidad de promover  
gestión  
eficiente  
de  
lo  
CPU,  
cual  
memoria  
coincide  
y
almacenamiento,  
con  
investigaciones que señalan que los NGFW  
incorporan mecanismos de optimización como el  
análisis selectivo de paquetes y la priorización de  
infraestructuras  
tecnológicas  
sostenibles  
y
escalables en el sector educativo (Greenberg,  
2021). Los resultados obtenidos se alinean con la  
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tendencia global que señala un incremento  
la continuidad de los servicios académicos y  
administrativos. Este comportamiento refleja un  
constante de amenazas cibernéticas y la  
necesidad de adoptar enfoques de seguridad  
equilibrio  
funcional  
entre  
protección  
y
multicapa.  
representan una solución integral que combina  
prevención, detección respuesta ante  
En  
este  
sentido,  
los  
NGFW  
disponibilidad, aspecto clave en entornos  
educativos donde el acceso a plataformas  
digitales es constante.  
y
incidentes, tal como lo indican diversas  
investigaciones recientes en el campo de la  
seguridad de redes (Bellamkonda, 2024).  
En relación con el rendimiento de la red, se  
identificaron incrementos moderados en el  
tiempo de respuesta y la latencia, asociados al  
procesamiento adicional del firewall. No  
obstante, estas variaciones se mantuvieron  
dentro de rangos operativos aceptables, sin  
La evidencia experimental obtenida en este  
estudio refuerza la validez de estas propuestas y  
confirma la pertinencia de su implementación en  
contextos educativos (Alqudhaibi et al., 2026).  
La discusión permite concluir que los resultados  
obtenidos no solo son consistentes con la  
literatura actual, sino que también aportan  
evidencia empírica sobre la efectividad de los  
NGFW en entornos virtualizados educativos,  
generar  
interrupciones  
ni  
afectar  
el  
funcionamiento de los servicios evaluados. Esto  
evidencia que la incorporación de mecanismos  
como la inspección profunda de paquetes y los  
sistemas  
de  
detección  
y
prevención  
de  
intrusiones no compromete la operatividad del  
entorno. Por otra parte, el análisis del consumo  
de recursos mostró un comportamiento estable  
del sistema, con valores controlados en el uso de  
CPU, memoria y ancho de banda, incluso en  
escenarios de tráfico mixto y alta demanda.  
contribuyendo  
al  
fortalecimiento  
de  
la  
ciberseguridad institucional y al desarrollo de  
infraestructuras  
tecnológicas  
resilientes  
(Bonderud, 2024).  
Conclusiones  
A partir del análisis integral de los resultados  
obtenidos, se concluye que la implementación de  
un firewall de nueva generación (NGFW) en un  
entorno educativo virtualizado constituye una  
solución eficaz, viable y pertinente para el  
fortalecimiento de la seguridad de la red  
institucional. Los resultados evidencian una alta  
correspondencia entre los eventos detectados y  
los eventos bloqueados, lo que demuestra la  
capacidad del sistema para identificar y  
neutralizar amenazas como malware, intentos de  
intrusión y accesos no autorizados de manera  
oportuna, reduciendo el riesgo de comprometer  
la integridad de la red. De igual forma, el hecho  
de que el tráfico legítimo haya sido procesado sin  
bloqueos confirma la adecuada configuración de  
las políticas de seguridad, permitiendo mantener  
Este desempeño confirma la eficiencia operativa  
del firewall y su capacidad para adaptarse a  
diferentes condiciones sin presentar saturación ni  
degradación  
permiten validar que el NGFW logra una  
integración equilibrada entre seguridad,  
del  
servicio.  
Los  
resultados  
rendimiento y uso de recursos, garantizando la  
protección de la red sin afectar su estabilidad. En  
consecuencia, se concluye que la adopción de  
esta  
adecuada para fortalecer la ciberseguridad en  
entornos educativos virtualizados,  
tecnología  
representa  
una  
estrategia  
contribuyendo a la protección de la información  
y al funcionamiento continuo de los servicios  
digitales.  
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Declaración sobre el uso de inteligencia artificial  
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manuscrito, se realizó únicamente como apoyo técnico para mejorar la claridad del lenguaje o el análisis de información, manteniendo siempre la  
responsabilidad intelectual sobre el contenido del artículo. Las herramientas de inteligencia artificial no fueron utilizadas como autoras del manuscrito ni  
sustituyen la responsabilidad académica de los investigadores.  
Disponibilidad de datos  
Los datos que respaldan los resultados de esta investigación estarán disponibles previa solicitud razonable al autor de correspondencia, respetando las  
normas éticas y de confidencialidad establecidas por la investigación.  
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