Clase 2 Red

Diseño de redes 4º semestre Las ventajas de una red

Modelos de red -cliente servidor En este modelo normalmente existe un servidor dedicado que se preocupa de la administración o gestión de la red es donde se configuran las cuentas de usuario, que permitirán tener acceso a la red y sus recursos. El cliente o estación de trabajo, es el componente que solicita los servicios al servidor. Este modelo tiene una alta seguridad, permitiendo con ello proteger tanto a los recursos como a los usuarios. -red entre iguales Este modelo permite que todos los equipos conectados puedan desempeñar el papel de servidor no dedicado y de estación de trabajo en un instante determinado. En este modelo de red, si alguien quisiera compartir un recurso, por ejemplo disco duro, podría ofrecerlo a los demás, o bien utilizando recursos ofrecidos por otros equipos. No existe una jerarquía centralizada, y normalmente se utiliza para conectar pocos computadores, donde el volumen de información intercambiado es pequeño, y la seguridad no es un factor critico.

Topología de redes La topología es la forma en que se conectan nuestros computadores, existen 3 topologías básicas como las siguientes; Topología bus lineal En este caso nos encontramos con un único cable que recorre todas las maquinas denominado BACKBONE. Es necesario conectar dos terminadores BNC en ambos extremos del cableado. Entre las ventajas de esta topología, se encuentra su fácil instalación además, no existen dispositivos centrales (concentrador o conmutador), de los que dependa toda la red, también utiliza dispositivos pasivos o que requieren poca electrónica. Este tipo de topología utiliza el cable COAXIAL y una de sus desventajas es que si el cable se rompe en algún punto toda la red queda sin operar. Topología anillos A diferencia de la topología anterior en este caso las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información generalmente recorre el anillo de manera unidireccional, cada maquina recibe información de la que lo antecede, la analiza y si no es para ella la transmite a la siguiente maquina. Todas las maquinas o computadores que forman parte de la red se conectan al anillo.

La topología anillo utiliza tecnología desarrollada por IBM, además si el cableado que forma el anillo se rompiera en uno de sus segmentos, toda la red quedaría inutilizable, una de sus ventajas es la velocidad de transmisión, pero es mas costosa la implementación que la topología en bus, utiliza cable de par trenzado normalmente STP

Topología en estrella Recibe este nombre ya que generalmente existe un dispositivo central, que permite conectar todas las estaciones de trabajo, cada una de las estaciones tiene una conexión exclusiva con el concentrador o conmutador (hub o switch). En las redes de área local el concentrador o conmutador es un dispositivo que permite que todos los equipos reciban la transmisión de otros equipos, la comunicación entre dos computadores se realiza por medio del concentrador o conmutador, si un cable o segmento se llegara a romper, solo se pierde la conexión con el nodo que interconecta, pero el resto de la red sigue funcionando, además es fácil de detectar y localizar algún problema en la red, mediante los indicadores luminosos que tienen estos dispositivos. Otras de sus ventajas es la flexibilidad para aumentar el numero de maquinas que se conecta a la red. La desventaja principal que tiene este tipo de topología se encuentra en la falla del dispositivo central, ya que si esto se produce la red deja de funcionar

Componentes de una red 1- Tarjeta de red Todos los pc necesitan tarjetas de interfaz de red NIC, para poder ser utilizados y conectarlos a la red. Algunas tarjetas vienen integradas en el computador desde fábrica, otras se deben alojar en algún bus de expansión. Existen variadas marcas de tarjetas algunas mejores que otras DLINK, BCOM, ENCORE, REALIEK, CISCO. Para adquirir una tarjeta se debe considerar lo siguiente; La velocidad de su concentrador o conmutador, pudiendo tener tarjetas Ethernet = 10 MBPS FAS Ethernet 100 MBPS GIGABIT Ethernet = 1 y 10 GBPS 2- el tipo de conexión que necesita pueden ser tarjetas con conector BNC para cable coaxial, o bien tarjetas con conector RJ45 para cable de par trenzado, además se debe tener en cuenta el tipo de conector o bus de expansión disponible en el computador, comúnmente se utiliza el bus PCI o PCI EXPRESS 3- velocidad de conexión Velocidad de conexión se debe utilizar una nic Ethernet con un concentrador o conmutador Ethernet, o bien debe utilizarse una nic Fast Ethernet con un concentrador o conmutador Fast Ethernet. Si se conecta un computador a un dispositivo DUAL SPEED, se puede utilizar una nic de 10/100MBPS. Un puerto en un dispositivo dual speed ajusta su velocidad automáticamente, para que coincida con la velocidad mas alta admitida por ambos extremos de la conexión

cabe señalar que algunos concentradores que no soportan dual speed, y tuvieran conectados nic de 10MBPS y nic de 100 MBPS, lo mas probable es que la velocidad total de la red sea rebajada a 10 MBPS para dar uniformidad a la velocidad de la red.

Cableado de la red Es el medio de comunicación que permite interconectar diferentes computadores y dispositivos en una red. Existen diferentes tipos de cables como los siguientes CABLE COAXIAL Consta de un núcleo de hilo de cobre, rodeado por una capa aislante, una apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa. El núcleo del cable coaxial transporta señales electrónicas, este núcleo normalmente es sólido, es decir una pura hebra; la capa aislante separa el núcleo del apantallamiento y normalmente es de PVC o TEFLON. El apantallamiento protege los datos transmitidos, absorbiendo las señales electrónicas externas o ruidos. El cable coaxial presenta propiedades muy favorables frente a las interferencias y a la longitud de la línea de datos, de modo que el ancho de banda pude ser mayor. Esto permite una mayor concentración de las transmisiones analógicas o más capacidad de las transmisiones digitales. Es capas de llegar a anchos de banda comprendidos entre los 80 y 400 mhz Tipos de cables coaxiales Coaxial grueso THICKNET Es un cable coaxial relativamente rígido de aproximadamente 1,27cm de diámetro y permite llevar una señal hasta 500 metros . Coaxial fino THINNET Es un cable coaxial flexible de 0,64cm de diámetro y puede transportar una señal hasta una distancia aproximada de 185metros

Tipos de conectores para cable coaxial -transceptor (transceiver) Permite interconectar un cable coaxial grueso a un cable coaxial fino. La conexión de los cables se realiza através de este dispositivo que también se le denomina perforador o vampiro - conector BNC (conector naval britanico)

Normalmente este conector se encuentra al extremo de los cables coaxiales y permite la conexión con el conector TBNC. -Conector TBNC Conecta la tarjeta de red instalada en el pc con el cable que une las estaciones en una red con topología en bus.

-Conector acoplador (barrel) Se utiliza se utiliza para unir dos cable coaxiales finos (THINNET) -Conector terminador BNC Este conector cierra los extremos del cable que se utiliza en la topología bus permitiendo con ellos absorber las señales perdidas, de lo contrario las señales rebotan saturando la red, lo que detendría la actividad de ella, por lo tanto es obligación colocar este terminador (o absorbedora), en los extremos de los cables, normalmente este terminador BNC es de 50 ohmios.

Cables de par trenzado El cable de par trenzado esta remplazando al cableado coaxial, dado que es mas fácil de instalar y utilizar que el coaxial por que es mas flexible. Los cables de par trenzado tienen diferentes especificaciones, además dependiendo de la velocidad de transmisión se dividen en distintas categorías, por ejemplo, en las redes Ethernet, se pueden utilizar cables de par trenzado en categorías 3 o 5.no obstante el cable de par trenzado en categoría 5 aumenta nuestra red de Ethernet a Fast Ethernet . estos cables agrupan una serie de hilos o hebras dependiendo del tipo de cable es que pueden tener un revestimiento o apantallamiento protector Tipos de cables de par trenzado - cable de par trenzado sin apantallar (UTP) Son cables de par trenzado sin recubrimiento metálico externo, que se utiliza para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen mas interferencias o errores que otros tipos de cables, sin embargo, al estar trenzados compensan las inducciones electro magnéticas (interferencias), producidas por las mismas líneas del cable, es importante guardar la numeración de los pares que contiene el cable (4 pares), ya que de lo contrario el efecto del trenzado no será eficaz, unas de sus desventajas es que tiene limitaciones para trabajar a grandes distancias sin que se regenere la señal con algún tipo de dispositivo.

-cable de par trenzado apantallado (STP) Se trata de un cable semejante al UTP pero se le añade un recubrimiento metálico, para evitar las interferencias o ruidos. Se utiliza en redes de computadores como Ethernet o token ring, es mucho más caro que la versión no apantallada o UTP. - cable de par trenzado con pantalla global (FTP) Tambien se trata de un cable de par trenzado pero con una cubierta protectora general, y se esta comenzando a utilizar en las redes de area local Gigabyte Ethernet, aunque tiene un costo mucho mayor que los 2 anteriores. Los cables de par trenzado normalmente esta formado en su estructura por un conductor interno, el cual esta aislado por una capa de polietileno coloreados , los colores del aislante se encuentran estandarizados en el caso de los 4 pares tenemos 8 hebras o hilos con los siguientes colores 1 blanco- naranja 2 naranja 3 blanco- verde 4 verde 5 blanco – azul 6 azul 7 blanco- café 8 café

Tipos de conexión Los cables UTP forman los segmentos ; 1.- cable recto (pin a pin) Estos cables conectan un concentrador a una estacion o nodo de red (hub-nodo). Cada extremo debe seguir la misma norma(EIA/TIA 568A O 568B), de configuración. La razon es que el concentrador es que el realiza el cruce de la señal. La norma mas utilizada para redes Ethernet y que operen a 100MBPS es la siguiente 1blanco-.naranja 2naranja 3blanco-verde 4azul 5blanco-azul 6verde 7balnco-café 8cafe

Cable cruzado (Cross-over) Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, por ejemplo 2 enrrutadores dos concentradores, y tambien se utilizan cuando conectamos 2 computadores sin que aya ningun dispositivo de por medio. Para hacer un cable cruzado se utilizara una de la normas en uno de los extremos y la otra norma en el otro extremo.

Categorias Las industrias electronicas y telecomunicaciones, especifican el tipo de cable UTP que se utilizara en cada situación y construcción, dependiendo de la velocidad de transmisión a sido divido en diferentes categorias como las siguientes Categoría 1 –hilo telefónico trenzado para calidad de voz, no es adecuado para transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia de 1MHZ Categoría 2- cable de par trenzado sin apantallar, las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4MHZ. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 3- velocidad de transmisión típica 10mbps para Ethernet. Con este tipo de cable se implementan las redes Ethernet denominadas 10baset. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 16MHZ. Este cable consta de 4 pares trenzado de hilo de cobre con 3 entrelazados por pie Categoría 4 -la velocidad de transmisión en esta categoría es de 20Mbps. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 20MHZ. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 5 – es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100MHZ este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 6 – es una mejora de la categoria anterior, puede transmitir datos hasta una gigabits por segundo 1Gbps y las caracteristicas de transmisión del medio estan especificadas hasta una frecuencia superior a 200MHZ Categria 7 - es una mejora de la categoria anterior, puede transmitir datos hasta 10Gbps y las caracteristicas de transmisión del medio estan especificadas hasta un fecuencia superior a 600MHZ. Características de la transmisión

Esta limitado en distancias, ancho de banda y tasa de datos. Tambien destacar que la atenuación es una funcion fuertemente dependiente de la frecuencia. La interferencia y el ruido externo tambien son factores importantes, por eso se utilizan coberturas externas y el trenzado, para señales analogicas se requieren amplificadores cada 5 o 6 kilometros, para señales digitales cada 2 o 3 km. En transmisiones de señales analogicas punto a punto, el ancho de banda puede llegar a 250KHZ. En transmisión de señales digitales a largas distancias el “rango de datos”(data rate) no es demaciado grande, por eso no es muy efectivo para estas aplicaciones. En redes locales que soportan computadores locales el rango de datos puede llegar a 10Mbps (Ethernet) y 100Mbps (Fast Ethernet). En le cable de par trenzado de 4 pares normalmente solo se utilizan 2 pares de conductores; y para recibir (cables 3 y 6 ) y otro para transmitir cables 1 y 2; aunque no se pueden hacer las dos cosas a la vez si tenemos una transmisión half-duplex. Si utilizamos una transmisión full-duplex los 4 conductores, es decir podemos enviar y recibir al mismo tiempo. Cabe señalar que los cables de pares trenzado se deben distinguir 2 clasificaciones Las categorias; cada cartegoria especifica ciertas caracteristicas electricas para el cable, ya sea su tranmision, su atenuación, capacidad de la linea e inpedancia (resistencia) -las clases: cada clase especifica las distancias permitidas, el ancho de banda conseguido, y las aplicaciones para las que es util en funcion de estas caracteristicas. La siguente tabla ilustra las caracteristicas de la longitudes posibles y anchos de banda para las clases y categorias del par trenzado Clases ANCHO DE BANDA CAT 3

CLASE A 100KHZ

CLASE B 1MHZ

CLASE C 20MHZ

CLASE D 100MHZ

2KMS

500MTS

100MTS

NO EXISTE

CAT 4

3KMS

600MTS

150MTS

NO EXISTE

CAT 5

5KMS

700MTS

160MTS

100MTS

Fibra óptica La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos, permite la transmisión de señales luminosas denominadas”fotones”, transportan señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta compuesto de un hilo muy fino de material transparente (vidrio o material de plástico), por que el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra, la fuente de luz pude ser un láser o un Led (diodo emisor de luz). Cuando la señal supera las frecuencias de 10’º Hertz se habla de frecuencia ópticas.

Las fibras ópticas se utilizan ampliamente en telecomunicaciones ya que permiten enviar grandes volúmenes de datos a gran velocidad mucho mas rápido que en las comunicaciones de radio y cable. También se utilizan para las redes locales son el medio de transmisión por excelencia inmune a las interferencias, pero su costo es elevado. Para la transmisión óptica son necesarios fuentes especializadas, como por ejemplo; -fuente láser; es una fuente luminosa de alta coherencia, es decir, que produce luz de una única frecuencia. -diodos láser; es una fuente semiconductora de emisión de láser a bajo precio. -diodos Led; son semiconductores que producen luz cuando son excitados eléctricamente

Composición del cable de fibra óptica El cable de fibra consta de un núcleo, un revestimiento y una cubierta externa protectora. El núcleo es el conductor de la señal luminosa, y su atenuación es minima o no se aprecia, la señal es conducida por el interior de este núcleo fibroso, sin poder escapar de el debido a la alta reflexión interna. las fibras ópticas pueden ser de plástico o de vidrio. El material de plástico es más fácil de trabajar, pero no pueden llevar los pulsos de luz a grandes distancias como lo harían las fibras ópticas de vidrio Las fibras ópticas que se emplean para las comunicaciones pueden ser fibras monomodo y fibras multimodo. En las fibras monomodo la señal es en una sola dirección, es por ello que un cable consta de dos hilos en envolturas separadas; un hilo transmite y el otro recibe datos. Además los cables de fibra óptica se encierran en un revestimiento de plástico para su protección denominado kevlar. Tipos de fibra óptica Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagacion, y según el modo de propagacion tendremos dos tipos de fibra optica; -fibras monomodo: es en la cual solo se propaga un modo de luz, por lo tanto permite la transmisión de señales en forma unidireccional, con ancho de banda de a lo menos de 2 GHZ y a una distacia de a lo menos de 100 km. -fibra multimodo: una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por mas de un modo o camino, esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener mas de mil modos de propagacion de luz, ademas se utilizan en aplicaciones de cortas distancias, menores a 1 km, pero son simples de diseñar y economica. Su distancia máxima real es de 2 km y utilizan diodos laser de baja intensidad. Dependiendo del tipo de índice de refracción, tenemos 2 tipos de fibras multimodo;

-fibra multimodo de índice gradual permite trasmitir señales con un indice de refraccion no constante y el nucleo puede estar constituido por distintos materiales tiene un ancho de banda de 500 MHZ. -

fibra multimodo de indice escalonado. En este tipo de fibra el nucleo tiene un indice de refraccion constante, permite transmisiones de hasta 35 MHZ cabe señalar que según el sistema ISO 11801 , para clasificacion de fibras multimodo, según su ancho de banda las fibras pueden ser de 3 tipos:

-OM1: soporta a Gigabit Ethernet 1GBPS, utilizan led como emisores -OM2: soporta Gibabit Ethernet (1GBPS), y utilizan led como emisores -OM3: soporta Gibabit Ethernet, pero 10 GBPS y utilizan laser como emisores.

Tipos de conectores Estos elementos se encargan de conectar las lineas de fibras a un elemento, que puede ser un transmisor o un receptor.los tipos de conectores disponibles son muy variados entre los que podemos distinguir los siguientes; -

FC : se utiliza en la transmisión de datos y en las telescomunicaciones FDDI:se utiliza para redes de fibra optica LC y MTARRAY se utilliza en transmisiones de alta densidad de datos SC y SC-DUPLEX se utilizan para la transmisión de datos ST o BFOC se utilizan en redes de edificios y en sistemas de seguridad

Redes locales inalambricas Una red local se denmina inalambrica, cuando los medios de comunicación que unen las estaciones no son cables. Actualmente existen 4 tecnicas para su utilización en redes inalambricas y son las siguientes infrarrojos,radio uhf,microondas, aser -infrarojos son ondas electromagneticas que se propagan en linea recta y que pueden ser interrumpidas por cuerpos opacos. Todas las redes que utilizan infrarrojos operan usando un rayo de luz infrarroja para transportar los datos entre dispositivos, estos del sistemas necesitan generar señales muy furetes para que no se dispersen y se pierda su transmisión ademas pude transmitir señales con alta velocidad debido al ancho de banda de la luz infraroja. Existen cuantro tipos de redes infrarrojas comolas siguientes; -

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redes en linea de vista; como su propio nombre indica este tipo de red solo transmite si el transmisor y el receptor se ven limpiamente , es decir si se encuentra uno en frente del otro redes por dispersión de infrarrojos; este tipo de red emite transmisiones , para que sus señales reboten en la paredes y techos, y eventualmente contacten con le recptor.

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Redes por refleccion; en este tipo de red los transceptores opticos situados cerca de los computadores, trasmiten a hacia un punto comun , el que redirige las transmisones al computador apropiado Telepunto optico de banda ancha este tipo de red proporciona servicios de banda ancha, ya que es capas de manejar requerimientos de alta calidad multimedial, que pueden coincidir con los proporcionados por una red que utiliza cable.

Radio uhf Una red basada en radio uhf necesita para su instalación, la obtención de una licencia administrativa, la cual es otorgada por el ministerio de transporte y telecomunicaciones además la transmisión de datos es lenta y no tiene una alta frecuencia. Micro ondas Son ondas electromagnéticas, cuyas frecuencias se encuentran dentro del espectro de las súper altas frecuencias, utilizando para las redes inalámbricas la banda entre los 18 y 19GHZ. La trasferencia de información se realiza mediante antenas emisoras receptoras. Láser esta tecnología en redes inalámbricas es útil para conexiones punto a punto con visibilidad directa, y se utiliza fundamentalmente para interconectar segmentos distantes de redes locales convencionales (Ethernet y tokenring), llegando a cubrir distancias de hasta 1000 metros. Protocolos de control El proceso de transmisión de datos collera una serie de procedimiento que van desde el nive físico hasta la presentación de la información en un formato determinado. Toda comunicación se puede dividir en tres fases; - establecimiento de la comunicación En esta fase se establece la conexión física entre los Computadores y se ponen de acuerdo en cuanto el procedimiento empleado para el intercambio de la información -transferencia de la información Ambos sistemas intercambian datos a través del enlace establecido. En caso de producirse un error en la recepción de los datos, se detecta y se solita su reenvío. -terminación En esta fase se da por finalizada la comunicación.

La forma de establecer y finalizar la comunicación depende de cómo estén conectadas las dos estaciones de trabajo, ya que puede ser; a través de un cable por la puerta serial o

paralela, a través de líneas punto a punto utilizando un concentrador, a través de un MODEM por la red telefónica etc. La forma de controlar la transferencia de la información depende exclusivamente del protocolo que utilice. Este protocolo deberá realizar las siguientes funciones ; -sincronización de la comunicación -control de los errores de transmisión -coordinación de la comunicación -recuperación ante las fallas que se produzcan.

Cuando se ah de transmitir una determinada información, la información se distribuirá en (bloques paquetes de datos) de una longitud determinada dispuestas en un orden determinado y con un control de errores que permitira comprobar que todos y cada uno de los bit ‘s enviados sean iguales a todos y cada uno de los bit recibidos. de esta forma si se produce un error en uno de los bloques, únicamente será necesario volver a transmitir dicho bloque sin necesidad de repetir toda la transmisión. Entre los protocolos mas adecuados se encuentran los siguientes; Protocolos de contienda Se entiende por protocolos de contienda al método de acceso a la línea, basado en que el primero que llega a ella es el primero que la utiliza. Existen varios protocolos de contienda unos con mas ventajas que otros, por ejemplo 1 contienda simple En este protocolo todas las estaciones comparten el mismo canal de transmisión y los mensajes se envían a través de dicho canal, las estaciones responden únicamente a los mensajes que incluyen su dirección y el resto los ignora; mientras no reciban un mensaje que incluya su dirección, se encuentran es estado de espera, pero escuchando el canal de trasmisión; es por ellos, que se pueden dar dos situaciones, que las estaciones se encuentre transmitiendo datos que se encuentren en estado de espera Una estación envía los bloques de datos sin fijarse si el canal de transmisión esta disponible o no. Cuando un bloque de una estación coincide con otro, se produce una colisión y ambos se destruyen automáticamente. Si este llega a su destino, la estación receptora envía un mensaje indicando que lo ha recibido. Si la estación emisora, después de un tiempo aleatorio no ha recibido este mensaje, vuelve a repetir la transmisión del bloque y así sucesivamente hasta que aya finalizado la transmisión de datos. Este tipo de protocolo no se utiliza en redes con cargas medias o altas (50 a 100 equipos), ya que se estarían produciendo colisiones constantemente y el rendimiento de la red seria muy bajo y con tiempos de espera muy grandes.

Protocolo acceso múltiple por detección de portadora CSMA En este también se utiliza un único canal, pero una estación no transmite hasta que la línea esta libre. Para ello las estación emisora se pone a la “escucha“ en una frecuencia secundaria, para saber si existe otra estación que este enviando algún tipo de datos. Cuando la línea esta libre envía el bloque de datos y además otra señal en la frecuencia secundaria, para avisar a las demás estaciones que la línea esta ocupada. Una vez transmitido el bloque de datos la estación espera hasta recibir el mensaje, que la estación receptora a recibido el bloque de datos. Si no lo recibe, la estación supone que se ha producido una colisión, espera un tiempo aleatorio y vuelve a enviar el bloque de datos, este protocolo permite una mejora en comparación con el de contienda simple, si la carga es baja a media (25 a 50 equipos), y la red tiene una longitud pequeña, ya que entonces el tiempo que tarda la señal en propagarse es pequeño, y el riesgo de que dos estaciones decidan enviar bloques de datos simultáneamente serás bajo

Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones (CSMA/CD) Este protocolo actua de la misma manera que el anterior, pero ademas de comprobar si la linea esta libre antes de comenzar la transmisión, se comprueba si se ha producido alguna colision durante la transmisión. Si ha producido alguna colision se detiene la transmisión y se vuelve a enviar el bloque de datos después de un tiempo de espera aleatorio. El rendimiento de este tipo de protocolo es mayor que en los dos anteriores, por ello es recomendable para cargas de tipos bajo a medio (25 a 50 equipos) y para una longitud media de la red. Cabe señalar que este tipo de protocolo es el mas utilizado en la actualidad para redes Ethernet y Fast Ethernet. Acceso múltiple por detección de portadora evitando colisiones (CSMA/CA) En este tipo de protocolo cuando una estacion va enviar un bloque de datos comprueba que la linea este libre, cuando verifica que lo esta, indica que tiene intencion de transmitir. Si existen varias estaciones que se encuentran esperando, la transmisión se realiza por turnos; en este turno se tiene en cuenta la prioridades la estación y e orden en que se a indicado que se desea transmitir, por lo tanto, primero transmitirá la que lo aya solicitado primero entre las que tienen la máxima prioridad, y no a que lo aya solicitado primero si tiene una prioridad baja. El rendimiento de este tipo de protocolo es mucho mas aceptable que los 3 anteriores, pero para redes físicas o de cableado no es muy recomendable, es por ello que se utiliza para redes inalámbricas.

Paso por testigos (Tokken Passing)

Este protocolo nace circular continuamente un grupo de bits (Testigo por la red). Este Testigo esta formado por una cabecera, un campo de datos y un campo final Cabecera

Campo Dato

Campo Final

Cuando una estación desea transmitir, a de esperar a que llegue hasta ella el testigo vacío. En ese momento se añade unos datos, quedando el testigo formado por la cabecera, la dirección destino, la dirección origen, encamino a seguir para llegar a su destino y el bloque de daros. Por ejemplo:

Cabecera

Dirección Destino

Dirección Origen

Camino a Seguir

Bloque de Datos

Todo lo anterior se envía al destinatario. Si la estación no sea transmitir, pasa el testigo vacío a la séte, estación y así sucesivamente. El testigo acupado llega a la estación destino que recoge el bloque de datos, pone una marca en el testigo indicando si lo acepta o lo rechaza por venir con errores y lo devuelve a la estación que lo ha enviado. Cuando llega a la estación que lo envió esta lo reenvía si llega con la marca de rechazado o bien, envía el séte bloque de datos, o vacía el testigo para que pase a la estación siguiente. Este protocolo cuenta con las siguientes ventajas:    

Elimina Por completo el riego de colisiones Puede emplear mensajes muy largos El volumen de carga es bastante alto El tamaño de la red puede ser grande

Sistema de Cableado estructurado La seguridad de la red de área local es uno de los factores mas importantes que cualquier administrador o instalador debe considerar, por otra parte son frecuentes, los cambios que se deben realizar en las instalaciones de red, especialmente en su cableado, debido a la evolución tecnológica de los equipos y a las necesidades de los usuarios de la red. Esto nos lleva a tener en cuenta otro factor importante como es la flexibilidad. A estos parámetros (“Seguridad y Flexibilidad”) se le pueden añadir otros menos exigentes desde el punto de vista del diseño de la red como son la facilidad de instalación, los tipos de PC, el costo económico, etc. Transformar la estructura de comunicaciones por cable no es una tarea sencilla ni económica, es más, puede ser inviable para una instalación debido a 2 factores: 

Económico: El elevado costo de una instalación completa de cableado hace que se eviten los cambios en la medida que sea posible, es por eso que una buena base en el cableado implica un gran ahorro para el mantenimiento de la instalación tanto de las redes de datos, como de la distribución de señal eléctrica. Los edificios de una planta se deberían construir de modo que se facilite tanto la estructura de cableado de red y eléctrico como su integración y su posible revisión futura o utilización.

La domótica es una nueva técnica que se ocupa de estructurar las comunicaciones y las automatizaciones en los edificios inteligentes, debido a que se estudia la aplicación de la informática y las comunicaciones en el hogar. 

Logíatico: Los puestos de Tº fuerte % depende de la red, hacen que los cambios en la red supongan importantes consecuencias para el desarrollo de sus tareas. Además algunas estaciones de la red puedan tener funciones de servicios corporativos, por lo tanto, no pueden dejar de funcionar sin un grave prejuicio para todos los usuarios. Es el caso de los servidores de discos, de impresoras de comunicaciones, en los que al quedar fuera de línea, dejan sin Tº una gran parte de los puestos de la red.

Un puesto de Tº especialmente si se trata de un computador personal o similar, es probable que tenga q ser sustituido cada 2 o 3 años, debido a la alta obsdecencia tecnológica. Sin embargo, cambiar un sistema completo de cableado es más complejo porque afectan la estructura del edificio. Frecuentemente se producen cambios sustanciales en los sistemas de red, de modo que las empresas deben disponer de sistemas que reúnan tanto flexibilidad como seguridad, para conseguir una transacción tecnológica sencilla. La estructuración del cable se consigue construyendo módulos independientes, que segmenten la red completa en subsistemas de red, independientes pero integrados en una organización jerárquica, de modo que un subsistema queda limitado por el siguiente subsistema. De este modo se podría definir cableado estructurado como la técnica que permite cambiar, identificar, mover periféricos o equipos de una red con flexibilidad y sencillez. Según esta definición una solución de cableado estructurado debe tener 2 características:  Modularidad: Que sirve para construir arquitecturas de red de mayor tamaño sin incrementar la complejidad del sistema.  Flexibilidad: que permite al crecimiento de la red sin mayores problemas.

Subsistemas de estructuras de una red

Una red de area local se puede organizar a traves de sub sistemas, desde un nivel jerargico muy bajo hasta una complejidad extrema, es por ello que las estructura de una red sea organizado de la siguiente forma   

Localizar puntos de red (o puestos de trabajo) = (wall plates) Subsistema horizontal (de planta) Subsistema vertical (comunica subsistema horizontal)

Localizacion de cada punto de red o puesto de trabajo En esta face se debe determinar los puntos de red, donde se colocaran los distintos insertos o rosetas, desde donde se extendera el cableado. A cada punto de red deberian poder llegar todos los posible medios de transmisión que requiera cada equipamiento, ya sean cables de

par trensados, coaxiales, fibras opticas, etc. Cave señalar que cada punto de red va a determinar el puesto de trabajo y sera fijo, no pudiendo ser modificado.

Subsistema horizontal o de planta Es recomendable la instalacion de una canaleta que se adose al muro por donde llevar los sistemas de cableado de cada punto de red, las exigencias de ancho de banda pueden requerir el uso de medios de transmisión sofisticados. En este subsistema se pueden utilizar todos los tipos de cableado mensionados anteriormente ya sean coaxial, par trensado fibra optica. Aunque algunos de ellos como el cable coaxial presentan problemas por su facilidad de ruptura. Solo si el sistema de red se compone por un numero reducido de puestos, el cable coaxial puede compensar por su facilidad de instalacion. El subsistema horizontal es uno de los mas importantes a la hora de diseño de la red, debido a la distribución de los puntos de conexión el cual implica tener claro el tipo de topologia que utilizaremos en el diseño de la red. Ademas las medidas del cableado la cual debe estar entre las normas que conceptualmente nos entregue el dispositivo al que lleguen los cables como tambien el tipo de cable y su categoria ademas si es una red Ethernet longitud del cableado tiene ciertas limitaciones por ejemplo 100mts.

Subsistema vertical o backbone Este subsistema esta encargado de comunicar todos los subsistemas horizontales, por lo que requiere de medios de transmisión de alta frecuencia. Para confeccionar un backbone se puede utilizar cable coaxial fino o grueso, fibra optica u otro tipo de medio de transmisión de alta velocidad, tambien se pueden emplear cables de par trensados pero en configuración de estrellas. Los backbone mas modernos se contruyen con tecnologia ATM(metodos de transmisión asincrono), que operan a una alta frecuencia y a una elevada taza de transmisión, pero tambien se puede utilizar tecnologia FDDI (interfaz de datos distribuidos por fibra). Este tipo de comunicación es ideal para multimedia.

Susbsistema distribuidor o administrador

Todos los cables de los diferentes subsistemas se concentran en el subsistema distribuidor, para ello se utilizan unos bastidores o armarios donde se colocan nuestros dispositivos de red y son denominados rack’s, que permiten la distribución de señales de cada segmente opuesto de la red, como tambien el ordenamiento del cableado, aquí se incluyen ademas otros elementos que electrónicamente se utilizan para el ordenamiento de las comunicaciones como son el patch pannel el patch cor, etc cave señalar que todos los cables de cada punto de la red deben enumerarse para tener un ordenamiento y poder identificar a que puesto de trabajo pertenece, de este modo si existiera algun problema poder identificarlo.

Subsistema de campus Este subsistema permite la coneccion de la red de area local en el entorno de varios edificios, por lo tanto en cuanto a su extensión se parece a una red man, pero mantiene toda la funcionalidad de una red de area local. El medio de transmisión utilizado con mayor frecuencia es la fibra optica, aunque tambien se podria utilizar señales inalambricas.

Dispositivos para la interconexión de redes

El repetidor Es una maquina de red que regenera la señal electrica que le llega con el fin de restituir su nivel original normalmente, recibe una señal debil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel mas alto, de tal modo que puedan cubrir distancias mas largas sin degradacion o con una degradacion tolerable Los repitoderes operan en el nivel fisico dentro del modelo OSI (interconecion de sistemas abiertos).los repetidores trabajan con señales electrónicas, esto hace que sean las maquinas mas rapidas, pero las menos selectivas, ademas se pueden utilizar para conventir la señal de un sistema de cableado en otro. Por ejemplo; un repetidor podria tener una entrada para cable coaxial y otra para cable de par trensado. Todos los puertos de los repetidores son bidireccionales, no distinguen el sentido del flujo de la información, es por ello que se utilizan como distribuidores de señal como distribudores de señal lo que proporciona a la red una topologia en estrella. Existen varios tipos de repetidores por ejemplo; -Repetidores de continuación -repetidores modulares -hub o concentradores -repetidores apilables. La ventaja principal de un repetidor se encuentra en la facilidad de operación, ya que se limita a copiar bit’s de un segmento de red en otros. No requieren ningun tipo de configuracion especial, dado que operan en nivel fisico, no atiende a las direcciones de red, tampoco protocolos; solo se limita a repetir la señal a una gran velocidad. Una de la mayores limitaciones del repetidor consiste en que no aisla el problema de trafico generado en la red en cada uno de sus segmentos. De echo, si en un segmento se produce una colision esta se propagara por todos los segmentos de red. La operación mas inteligente que es capas de utilizar un repetidor consiste en aislar los segmentos de red en caso de rotura del cable en alguno de ellos El puente (BRIDGE)

Es una maquina de red que posee alguna inteligencia, ya que debe almacenar y reenviar los paquetes de datos que le llegan por sus puertos, opera en el nivel 2 del modelo OSI(nivel de enlace de datos). La instalacion de un puente en una red de area local se justifica cuando han de coencetarse 2 segmentos de red permitiendo la tranferencia de datos de una red a hacia otra llevando la direccion fisica del destino de cada paquete de datos. Por lo tanto conecta 2 segmento de red como una sola red, usando el mismo protocolo de establecimiento de red . El puente funciona a traves de una tabla de direcciones mac, detectadas en cada segmento al que esta conectado. Cuando detecta que un nodo (estacion) de uno de los segmentos esta intentando transmitir datos a un nodo del otro segmento, el puente copia la trama para la otra subred. Por utilizar este mecanismo de aprendisaje automatico, los puentes no necesitan configuración manual (una trama es un conjuto de datos que componen una unidad en la capa de enlace de una comunicación). Cuando un puente debe pasar una trama de un segmento a otro de la red ejecuta a siguientes faces; -almacena en memoria la trama recibida por cualquier puerto, para su analisis posterior -comprueba el campo de control de errores de la trama, con el fin de asegurar la integridad de la misma. Si encontrara un error eliminaria la tama de la red -algunos puentes son capases de retocar de modo sencillo el formato de la tramas, al añadir o eliminar campos, con el fin de adecuar la trama al formato del segmento destinatario -el puente reenvia la trama, si determina que el destinatario se encuentra en un segmento de red, acesible por algunos de sus puertos, si el destinatario no existe elimina la trama -dado que los puentes operan en el nivel 2 (enlace), no pueden tomar decisiones de encaminamiento que afecten a los protocolos o sistemas de direccionamiento, solo pueden operar con direccion de nivel 2 conocida como direccion MAC (control de acceso al medio)

Tipos de puente -Puente transparente o de arbol de expansion Es un puente que no requiere ninguna configuración para su funcionamiento. Determina el reenvio de tramas en funcion de los sucesos que observa por cada uno de sus puertos. -Puentes no transparentes necesita que la trama lleve información sobre el modo en que debe ser reenviado. Este tipo de puentes son mas eficaces en cuanto al rendimiento, sin enbargo su compatibilidad en la coneccion de redes es mucho menor, por lo que, salvo en aplicaciones muy especificas es Poco utilizado una segunda clasificación para los puentes atiende, a si las 2 redes que se van a conectar estan próximas o no. Según esto los puentes pueden ser; -

puentes locales; conecta con una misma maquina todos los segmentos de la red, sirve para enlazar dos redes fisicamentes cercanas

- puentes remotos; estan dividos en dos partes, cada una de ellas conecta un segmento de red y las 2 partes estan normalmente interconectadas a traves de a linea de una red WAN, por ejemplo una linea telefonica o a travez de una red digital de servicios integrados (RDSI).

Switch o hub inteligente el switch es un comutador que tiene funciones del nivel 2 (nivel de enlace de datos del modelo oci, por lo tanto se oarece a un punte en cuanto a su funcionamiento, ya que puede interconectar dos o mas segmentos de red de manera similar a los puentes, pasando datos de un segmento a otro deacurdo con la direccion mac de destino de las tramas de Internet. Sin embargo, el conmutador tiene algunas caracteristicas que o distinguen; -

-

el switch es simpre local conecta segmentos de red la velocidad de operación de un switch es mayor que la de puente en un switch se puede repartir el ancho de banda de una red de una manera apropiada para cada segmento de red de manera transparente a los usuarios. Gran parte de los modelos comerciales de los conmutadores o switch pueden ser colocados en cascada o apilables, lo que les da una flexibilidad semejantes a los repetidores; pero con las funcionalidad de los puentes en cuanto a gestion de trafico de red se refiere Algnos conmutadores de muy alto rendimiento se conectan en foma modular a un bus de muy alta velocidad (Backbone), por donde se produce su conmutación. Los conmutadores se caracterizan por no enviar los paquetes a todos los puertos si no unnicamentre al puerto correspondiente al destinatario. Auque el aspecto externo de un hub puede coincidir con el de un switch existen diferencias sustanciales entre ellos; la mas significativa es que mientras que en el hub el ancho de banda de la maquina es compartida por todos los puertos, en el switch el ancho de banda esta por encima del ancho de banda de cada unos de los puertos, con lo que se garantiza una conmutación de alta velocidad.

El encaminador o router

Los encaminadotes son dispositivos tanto hardware como software, que se pueden configurar para encaminar paquetes por sus puertos, utilizando la direccion logica correspondiente a la Internet, denominada “direccion IP” . El encaminador interconecta redes de area local operando en le nivel 3 (RED) de modelo OCI, por lo tanto su funcionalidad esta fuertemente condicionada por el protocolo de red. Esto hace que su rendimiento sea menor, ya que emplea tiempo de proceso en analizar los paquetes de nivel de red que le llegan, sin embargo, permiten una organización mas flexible en la interconexión de redes. Los encaminadotes comerciales suelen tener capacidad para

encaminar los protocolos mas utilizados, todos ellos del nivel 3 (RED) por ejemplo los protocolos IP, IPX, DECNET, APPLE TALK, etc. Caracteristicas fundamentales de los encaminadotes -

interpretan las direcciones logicas (IP) de la capa 3 (red), en lugar de las direcciones mac de cada enlace, como lo hacen los puentes y conmutadores. son capaces de cambiar el formato de la trama, ya que operan en un nivel superior a la misma. Poseen un elevado nivel de inteligencia y pueden manejar distintos protocolos previamente establecidos . Proporciona seguridad a la red, dado que aislan del trafico a las distintas subredes que interconectan, por ejemplo un router con protocolo TCPIP pueden filtrar los paquetes que le llegan utilizando la mascara IP que son direcciones en una red.

La pasarela o Gateway Una pasarela es una puerta de enlace con una red. Algunos autores consideran la pasarela como un dispositivo de red que opera en nivel 3 o superior, aunque la mayoria de ellos distinguen entre encaminadotes para el nivel 3 y las pasarelas para el nivel 4 o superior. Las pasarelas son las maquinas de red mas inteligentes, mas flexibles y mas lentas, estan implementadas por software, por ejemplo en le sistema operativo Windows una pasarela se reconoce como “puerta de enlace” dentro de la propiedades del entorno de red. Ademas algunas pasarelas realizan tambien conversiones de protocolos. Por ejemplo la coneccion de una red Ethernet con una red token ring, se puede realizar atravez de una pasarela. Existen tantos tipos de pasarelas como aplicaciones podamos imaginar, debido a que no tienen una localizacion perfectamente definida en la jerarquía de niveles del modelo OCI. De echo, cualquier opcion en la red que no se pueda realizar mediante repetidores, puentes o conmutadores debe hacerse mediante una pasarela. Las pasarelas mas comunes son; -pasarelas de gestion de enlaces con una red ajena ; sirve para generar un acceso a una red, desde una maquina que se encuentra conectada a otra red, por lo tanto conecta 2 redes de muy distinto protocolo -pasarelas de conversión de protocolo; realizan una conversión de los protocolos de las capas superiores en las redes que conectan, es decir pueden convertir un protocolo Microsoft a un protocolo Netware.

El modelo de referencia OSI (inteconecion de sistemas abiertos) OSI es el nombre del modelo de referencia de una arquitectura de capas para redes de computadores y sistemas distribuidos que a propuesto la entidad denominada ISO (organización de estandares internacionales). Para poder establecer una comunicación entre

computadores es necesario contra con una serie de normas que son fijadas atravez de organismos internacionles de estandarizacion. Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes la ISO, investigo modelos de coneccion a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma geral a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrollo un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes, ya que al principio del desarrollo de la informatica, cada fabricante establecia los procedimientos de comunicación entre sus computadores de forma independiente, por lo que resultaba muy difícil la comunicación entre computadores de distintos fabricantes. Poco a poco se fue haciendo necesario disponer de unas normas comunes que permitiensen la intercomunicación entre los todos computadores. El modelo OCI trata de establecer la bases para la definición de protocolod de comunicación entre sistemas de computación. Este modelo propone una arquitectura de 7 capas o nivles proponiendo dividir en niveles todas las tareas que se llevan a cabo en una comunicación entre computadores. Todos los niveles estarian bien definidos y no interferían con lso demas de ese modo, si fuera necesario una correcion o modificacion en un nivel, no afectaria al resto. El modelo OCI en si mismo no puede ser considerado una arquitectura, ya que no especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, si no que suele hablarse de modelo de referencia. En total el modelo oci lo formarian 7 niveles; los 4 primeros tendrian funciones de comunicación y los tres restantes de procesos, cada uno de los 7 niveles dispondria de los protocolod especificos para el control de dicho nivel. Normalmente las capas del modelo OCI van de abajo hacia arriba como lo ilustra la siguiente figura

7 6 5 4 3 2 1

aplicación Presentacion Sesion Transporte Red Enlace fisico

NIVEL FISICO La capa fisica del modelo de referencia OCI es la que se encarga de las conexiones físicas del computador hacia la red, es decir define las características eléctricas y mecánicas de la red, necesarias para establecer y mantener la conexión física. Es la capa de mas bajo nivel, por lo tanto se ocupa de las transmisiones de los bits, en este nivel se incluye las dimensiones de los conectores, los cables y los tipos de señales que van a circular por ellos,

velocidad de transmisión, si esta es uni o bidireccional (simples; duplex; full duplex). También los aspectos mecánicos de las conexiones y terminales. Los sistemas de redes locales mas habituales definidos en este nivel son Ethernet y token ring.

NIVEL DE ENLACE La misión de la capa de enlace es establecer una línea de comunicación libre de errores, que puedan ser utilizados por la capa inmediatamente superior (RED). Como el nivel físico opera en bits, sin detenerse en averiguar su significado, la capa de enlace debe realizar el mensaje en tramas. Por lo tanto el nivel de enlace se encarga de establecer y mantener el flujo de datos que va y viene entre los usuarios, además se ocupara del tratamiento de los errores que se produzcan en la recepción de las tramas, eliminar tramas erróneas, solicitar transmisiones, descartar tramas duplicadas, además de regular el flujo de datos entre emisores rápidos y receptores lentos, etc. En este nivel se incluye el formato de los bloques de datos, los códigos de la dirección, el orden de los datos transmitidos, la detección y recuperación de errores. También están definidas en este nivel las normas Ethernet y token ring NIVEL DE RED La principal funcion de este nivel es del encaminamiento, es decir, como elegir la ruta mas adecuada, para que el bloque de datos llegue a su destino dentro de la red, se incluye la administración y gestion de los datos, la emision de mensajes y la regulación del trafico de la red. En este nivel se realiza el direccionamiento logico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la funcion que se les asigne. IP

NIVEL DE TRANSPORTE Su funcion básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores, dividirlos en pequeñas partes si es necesario y pasarlos a la capa de red. Este nivel asegura la transferencia de la información a pesar de las fallas que pudieran ocurrir en los nivles anteriores y se incluye caidas del sistema, deteccion de bloqueos, asegurar la igualdad entre la velocidad de trasmisión y la velocidad de recepcion, como tambien la busqueda de rutas alternativas. Por lo tanto la capa de transporte es la encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete de datos) de la maquina origen a la de destino. Entre los protocolos de este nivel mas utilizado se encuentran; el protocolo de control de transmisión (TCP), en intercambio secuencial de paquetes (SPX) de Novell; NETBIOS / NETBEUI DE Microsoft

NIVEL DE SECION Permite el dialogo entre el emisor y receptor estableciendo una secion, que es el nombre que reciben las conecciones en esta capa; a travez de una sesion se puede llevar acabo un transporte de datos comun, ya que la capa de secion mejora el servicio de la capa de transporte, organiza las funciones que permiten que 2 usuarios se comuniquen a través de la red, ademas se incluyen las tareas de seguridad, contraseñas de usuarios y la administración del sistema. En conclusión esta capa es la que se encarga de mantener el enlace entre 2 computadores que estén transmitiendo datos de cualquier tipo.

NIVEL DE PRESENTACION La capa de presentación es la encargada de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres (ascii, unicode, ebcdic, etc), los datos lleguen de manera reconocible, es por ello que esta capa se ocupa de la sintaxis y la semántica de la información que se pretende transmitir. Por lo tanto provee algún servicio de conversiones y de interpretación de datos, traduciendo la información del formato de la maquina a un formato comprensible por los usuarios, que incluye la emulación de de terminales, los sistemas de codificación, el control de las impresoras, etc.

NIVEL DE APLICACIÓN es la capa superior de la jerarquía OCI, en esta capa se definen los protocolos que utilizan las aplicaciones y procesos de los usuarios, ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (pop-SMTP), gestores de bases datos y servidor de archivos (FTP). Existen tantos protocolos como aplicaciones distintas, y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el numero de protocolos crece sin parar. La ISO hizo referencia a 5 grupos de protocolos para el nivel de paliación, por ejemplo; -grupo1: protocolos de gestión del sistema: están orientados a la gestión del propio sistema que interconecta los computadores en la red -gupo 2 protocolos de gestión de aplicación: llevan el control de la gestión de ejecución de procesos, bloqueo de accesos indebidos, asignación de recursos etc. -grupo 3 Protocolos de sistema: gestionan las tareas del sistema operativo, ya sea el acceso a archivos, la comunicación entre tareas o procesos, la ejecución entre tareas remotas, etc. -grupo 4 y 5 Protocolos específicos para las aplicaciones. Son absolutamente dependientes de las necesidades de aplicaciones para las que se utilizan

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