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APUNTES REDES 8.5 (8.5.1)

8.5.1 DESCRIPCIÓN DE LAS TOPOLOGÍAS LAN 

Una topología física define el modo en que se conectan computadoras, impresoras y otros dispositivos a una red. Una topología lógica describe la forma en que el host accede al medio y se comunica en la red. El tipo de topología determina las capacidades de la red, por ejemplo: facilidad de configuración, velocidad y longitudes de cables. Topologías físicas: .- Bus .- Anillo .- Estrella .- Estrella extendida o jerárquica .- Malla En la foto muestra las topologías físicas de LAN comunes. Topología de bus En la topología de bus, cada computadora se conecta a un cable común. El cable conecta una computadora a la siguiente, como una línea de autobús que recorre una ciudad. El cable tiene un casquillo en el extremo, denominado terminador. El terminador evita que las señales reboten y provoquen errores en la red. Topología de ring En una topología de ring, los hosts se conectan en un círculo o anillo físico. Dado que la topología de ring no tiene principio ni final, el cable no precisa terminadores. Una trama con formato especial, denominada token, viaja alrededor del anillo y se detiene en cada host. Si un host desea transmitir datos, debe conocer los datos y la dirección de destino a la trama. La trama se desplaza alrededor del anillo hasta que se detiene en el host con la dirección de destino. El host de destino extrae los datos de la trama. Topología de estrella La topología de estrella tiene un punto de conexión central, que generalmente es un dispositivo como un hub, un switch o un router. Cada host de la red tiene un segmento de cable que conecta el host directamente con el punto de conexión central. La ventaja de una topología de estrella reside en la facilidad de resolución de problemas. Cada host está conectado al dispositivo central con su propio cable. Si se presenta un problema en dicho cable, sólo ese host se ve afectado. El resto de la red continúa en funcionamiento. Topología de estrella extendida o jerárquica Una topología de estrella extendida o jerárquica es una red en estrella con un dispositivo de red adicional conectado al dispositivo de red principal. Por lo general, un cable de red se conecta a un hub y, luego, los otros hubs se conectan al primer hub. Las redes más grandes, como las de grandes empresas o universidades, utilizan la topología de estrella jerárquica. Topología de malla La topología de malla conecta todos los dispositivos entre sí. Cuando todos los dispositivos están interconectados, la falla de un cable no afecta a la red. La topología de malla se utiliza en redes WAN que interconectan redes LAN. Topologías lógicas Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast y paso de tokens. En una topología de broadcast, cada host direcciona cualquiera de los datos a un host específico o a todos los host conectados a la red. No hay un orden preestablecido que los hosts deban seguir para utilizar la red: los datos se transmiten en la red por orden de llegada. El paso de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host, y el proceso se repite.

APUNTES REDES 8.5

8.5 DESCRIPCIÓN DE LAS ARQUITECTURAS Y TOPOLOGÍAS DE RED LAN

La mayoría de las computadoras con las que trabaja formarán parte de una red. Las topologías y arquitecturas son elementos fundamentales para el diseño de una red de computadoras. Aunque no necesite crear una red de computadoras, debe comprender cómo se diseña a fin de trabajar en computadoras que forman parte de una red. Hay dos tipos de topologías de LAN: la física y la lógica. 

.- Una topología física, es la distribución física de los componentes de la red.

.- Una topología lógica, determina la forma en que los hosts se comunican a través de un medio, como un cable o las ondas de aire. Por lo general, las topologías se representan como diagramas de red.

Una arquitectura LAN se crea en torno a una topología. La arquitectura LAN comprende todos los componentes que forman la estructura de un sistema de comunicación. Estos componentes incluyen el hardware, el software, los protocolos y la secuencia de operaciones.

APUNTES REDES 8.4 (8.4.2)

8.4.2 IDENTIFICACIÓN DE NOMBRES, PROPÓSITOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES DE RED COMUNES.

Hasta hace poco, los cables constituían el único medio para conectar dispositivos en las red. Existen una gran variedad de cables de conexión de red. Los cables coaxiales y de par trenzado utilizan cobre para la transmisión de datos. Los cables de fibra óptica utilizan plástico o cristal para la transmisión de datos. Estos cables difieren en ancho de banda, tamaño y costo. Debe conocer el tipo de cable que se debe utilizar en los distintos casos para poder instalar los cables correctos para el trabajo. También debe saber resolver los problemas que se presenten.

.-PAR TRENZADO:

El par trenzado es un cableado de cobre que se utiliza para las comunicaciones telefónicas y la mayoría de las redes Ethernet. Un par de hilos forman un circuito que transmite datos. El par está trenzado para proporcionar protección contra crosstalk, que es el ruido generado por pares de hilo adyacentes en el cable. Los pared de hilo de cobre están envueltos en un aislamiento de plástico con codificación de color y tenzados entre sí. Un revestimiento exterior protege los paquetes de pares trenzados. Cuando circula electricidad por un hilo de cobre, se crea un campo magnético alrededor del hilo. Un circuito tiene dos hilos y, en un circuito, los dos hilos tienen campos magnéticos opuestos. Cuando los dos hilos del circuito se encuentran uno al lado del otro, los campos magnéticos se cancelan mutuamente. Esto se denomina efecto de cancelación. Sin el efecto de cancelación, las comunicaciones de la red se ralentizan debido a la interferencia que originan los campos magnéticos.

Existen dos tipos básicos de los cables de par trenzado:

.- Par trenzado no blindado (UTP): Cable que tiene dos o cuatro pares de hilos. Este tipo de cable cuenta sólo con el efecto de cancelación producido por los pares trenzados de hilos que limita la degradación de la señas que causa la interfaz electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI). E l cableado UTP es más comúnmente utilizado en redes. Los cables UTP tienen un alcance de 100m (328 ft).

.- Par trenzado blindado (STP): Cada par de hilos está envuelto en un papel metálico para aislar mejor los hilos del ruido. Los cuatro pared de hilos están envueltos juntos en una trenza o papel metálico. El cableado STP reduce el ruido eléctrico desde el interior del cable. Asimismo, reduce la EMI y la RFI desde el exterior del cable.

Aunque el STP evita la interferencia de manera más eficaz que el UTP, STP es más costoso debido al blindaje adicional y es más difícil de instalar debido a su grosor. Además, el revestimiento metálico debe estar conectado a tierra en ambos extremos. Si no está conectado a tierra correctamente, el blindaje actúa como una antena que recoge las señales no deseadas. El STP se utiliza principalmente fuera de América del Norte.

Clasificación en categorías:
Los cables UTP vienen en varias categorías que se basan en dos factores
.- La cantidad de hilos que contiene el cable.
.- La cantidad de trenas de dichos hilos.

La categoría 3 es el cableado que se utiliza para los sitemas de telefonía y para LAN Ethernet a 10 Mbps. La categoría 3 tiene cuatro pares de hilos. 
La Categoría 5 y la Categoría 5e tienen cuatro pares de hilos con una velocidad de transmisión de 100 Mbps. La Categoría 5 y la Categoría 5e son los cables de red más comúnmente utilizados. El cableado Categoría 5e tiene más trenzas por pie que el de Categoría 5. Estas trenzas adicionales contribuyen a evitar la interferencia de fuentes externas y de otros hilos que se encuentran dentro del cable.
Algunos cables Categoría 6 tienen un divisor plástico para separar los pares de hilos, lo que evita la interferencia. Los pares también tienen más trenzas que los del cable Categoría 5. Como la que se muestra en esta foto.


Cable coaxial 
El cable coaxial es un cable con núcleo de cobre envuelto en un blindaje grueso. Se utiliza para conectar computadoras en una red. Existen diversos tipos de cable coaxial:
.- Thicknet o 10BASE5: Cable coaxial que se utilizaba en redes y funcionaba a 10 megabits por segundo con una longitud máxima de 500 m.
.- Thinnet 10BASE2: Cable coaxial que se utilizaba en redes y funcionaba a 10 megabits por segundo con una longitud máxima de 185 m.
.- RG-59: El más comúnmente utilizado para la televisión por cable en los Estados Unidos.
.- RG-6: Cable de mayor calidad que RG-59, con más ancho de banda y menos propensión a interferencia.
En esta foto se muestra un cable coaxial.

Cable de fibra óptica 
Una fibra óptica es un conductor de cristal o plástico que transmite información mediante el uso de luz. 
Debido a que está hecho de cristal, el cable de fibra óptica no se ve afectado por la interferencia electromagnética ni por la interferencia de radiofrecuencia. Todas las señales se transforman en pulsos de luz para ingresar al cable y se vuelven a transformar en señales eléctricas cuando salen de él. Esto implica que el cable de fibra óptica puede emitir señales que son más claras, pueden llegar más lejos y puede tener más ancho de banda que el cable fabricado con cobre u otros metales.
El cable de fibra óptica puede alcanzar distancias de varias millas o kilómetros antes de que la señal deba regenerarse. El cable de fibra óptica es generalmente más costoso que el cable de cobre, y los conectores son más costosos y difíciles de ensamblar. Los conectores comunes para las redes de fibra óptica son SC, ST y LC. Estos tres tipos de conectores de fibra óptica son half-duplex, lo que permite que los datos circulen en una sola dirección. Por lo tanto, se precisan dos cables.
Hay dos tipos de cable de fibra óptica de cristal y son los siguientes:
.- Multimodo: Cable que tiene un núcleo más grueso que el cable monomodo. Es más fácil de realizar, puede usar fuentes de luz (LED) más simples y funciona bien en distancias de hasta unos pocos kilómetros.
.- Monomodo: Cable que tiene un núcleo muy delgado. Es más difícil de realizar, usa láser como fuente de luz y puede transmitir señales a docenas de kilómetros con facilidad.
Este de la foto es un cable en una o más fibras ópticas envueltas en un revestimiento.

APUNTES REDES 8.4 (8.4.1)

8.4.1 IDENTIFICACIÓN DE NOMBRES, PROPÓSITOS Y LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE RED.

Para que la transmisión de datos sea más extensible y eficaz que una simple res peer-to-peer, los diseñadores de red utilizan dispositivos de red especializados, como hubs, switches, routers y puntos de acceso inalámbrico, para enviar datos entre los dispositivos.

-HUBS:

Los hubs, son dispositivos que extienden el alcance de una red al recibir datos de un puerto y, luego, al regenerar los datos y enviarlos a todos los demás puertos. Este proceso implica que todo el tráfico de un dispositivo conectado al hub se envía a todos los demás dispositivos conectados al hub cada vez que el hub transmite datos. Esto genera una gran cantidad de tráfico en la red. Los hubs también se denominan concentradores porque actúan como punto de conexión central para una LAN.

-PUENTES Y SWITCHES:

Los archivos se descomponen en pequeñas piezas de datos, denominadas paquetes, antes de ser transmitidos a través de la red. Este proceso permite la comprobación de errores y una retransmisión más fácil en caso de que se pierda o se daño el paquete. La información de dirección se agrega al comienzo y al final de los paquetes antes de su transmisión. El paquete, junto con la información de dirección, se denomina trama.

Las redes LAN generalmente se dividen en secciones denominadas segmentos, de la misma manera que una empresa se divide en departamentos. Los límites de los segmentos se pueden definir con un puente. Un puente es un dispositivo que se utiliza para filtrar el tráfico de la red entre los segmentos de la LAN. Los puentes llevan un registro de todos los dispositivos en cada segmento al cuál está conectado el puente. Cuando el puente recibe una trama, examina la dirección de destino a fin de determinar si la trama debe enviarse a un segmento distinto o si debe descartarse. Asimismo, el puente ayuda a mejorar el flujo de datos, ya que mantiene las tramas confinadas sólo al segmento al que pertenece la trama.

Los switches, también se denominan puentes multipuerto. Es posible que un puente típico tenga sólo dos puertos para unir dos segmentos de la misma red. Un switch tiene varios puertos, según la cantidad de segmentos de red que se desee conectar. Un switch es un dispositivo más sofisticado que un puente. Un switch genera una tabla de direcciones MAC de las computadoras que están conectadas a cada puerto. Cuando una trama llega a un puerto, el switch compara la información de dirección de la trama cons u tabla de direcciones MAC. Luego, determina el puerto que se utilizará para enviar la trama.

-ROUTERS:

Mientras que un switch conecta segmentos de una red, los routers, son dispositivos que conectan redes completas entre sí. Los switches utilizan direcciones MAC para enviar una trama dentro de una misma red. Los routers utilizan direcciones IP para enviar tramas a otras redes. Un router puede ser una computadora con un software de red especial instalado o un dispositivo creado por fabricantes de equipos de red. Los routers contienen tablas de direcciones IP junto con las rutas de destino óptimas a otras redes.






-PUNTOS DE ACCESO INALÁMBRICO:
Los puntos de acceso inalámbrico, proporcionan acceso de red a los dispositivos inalámbricos, como las computadoras portátiles y los asistentes digitales personales (PDA). El punto de acceso inalámbrico utiliza ondas de radio para comunicarse con radios en computadoras, PDA y otros puntos de acceso inalámbrico. Un punto de acceso tiene un alcance de cobertura limitado. Las grandes redes precisan varios puntos de acceso para proporcionar una cobertura inalámbrica adecuada.






-DISPOSITIVOS MULTIPROPÓSITO:
Existen dispositivos de red que realizan más de una función. Es muchísimo más cómodo adquirir y configurar un dispositivo que satisfaga todas sus necesidades que comprar un dispositivo para cada función. Esto resulta más evidente para el usuario doméstico. Para el hogar, el usuario preferiría un dispositivos multipropósito antes que un switch, un router y un punto de acceso inalámbrico. Este ejemplo de dispositivo multipropósito es Linksys 300N.

APUNTES REDES 8.4

8.4 DESCRIPCIÓN DE LOS 

COMPONENTES FÍSICOS DE UNA RED

Se pueden usar diversos dispositivos en una red para proporcionar conectividad. El dispositivo que se utilice dependerá de la cantidad de  dispositivos que se conecten, el tipo de conexiones que éstos utilicen y la velocidad a la que funcionen los dispositivos. A continuación, se mencionan los dispositivos más comunes en una red:

.- Computadoras

.- Hubs

.- Switches

.- Routers

.- Puntos de acceso inalámbrico

Se necesitan componentes físicos de una red para trasladar los datos entre estos dispositivos. Las características de los medios determinan dónde y cómo se utilizan los componentes. A continuación, se mencionan los medios más comunes utilizados en las redes:

.- Par trenzado

.- Cableado de fibra óptica

.- Ondas de radio