Índice
REDES LOCALES DE DATOS
Concepto
de red: Una red es un sistema conformado de cuatro partes fundamentales: La
primera consiste de los nodos activos en donde los usuarios realizan trabajo
productivo. La segunda se conoce como la subred y está compuesta de toda la
infraestructura necesaria para que los nodos activos se intercomuniquen. Los
nodos activos están conformados, entre otros dispositivos, por computadoras,
impresoras, digitalizadores, cámaras web, graficadores, etc. Los nodos pasivos
son el de cableado, los concentradores, repetidores, antenas, torres, switches,
routers, gateways, etc. La tercera parte es una característica denominada
dispersión o cobertura geográfica que clasifica a las redes en LAN, MAN, WAN e internet
con una cierta topología. La cuarta son los protocolos de comunicación que permiten
el intercambio de información y datos entre los nodos activos.
COMPONENTES DE
UNA RED DE ÁREA LOCAL
REPETIDORES
Un
repetidor es un dispositivo de la subred que toma las señales eléctricas del
medio físico y las regenera. El repetidor trabaja en el nivel físico y no
"sabe nada" acerca del significado de las señales. Se utiliza para
aumentar el alcance de un segmento de la subred. La desventaja de este aparato
es que no puede filtrar tráfico. Un bit que se ve en un puerto del repetidor,
se envía a todos los demás puertos. A medida que se agregan cada vez más nodos
a la red, los niveles de tráfico aumentan. Como resultado, una red con muchos
repetidores podría no tener un rendimiento óptimo.
TRANSCEIVERS
Es
un dispositivo capaz de tomar la señalización de un tipo de red (por ejemplo
ethernet) sobre un tipo específico de interfase (por ejemplo, cable coaxial
grueso) y convertir la señalización hacia otra forma específica de interfase
(por ejemplo, cable coaxial delgado). Los transceivers pueden tomar su energía
de operación del nodo final o de una fuente propia. Trabajan en el nivel físico
y pueden considerarse como parte de la subred o del nodo. En ethernet, existen
convertidores de fibra-utp, fibra-coaxial, fibra-aui, utp-aui, utp-coaxial,
etc.
HUBS
El
hub un dispositivo de la subred que tiene la función de un repetidor, pero en
lugar de tener una entrada y una salida, posee una entrada full duplex y varias
salidas full duplex. La idea es que varios nodos o terminales en las salidas
conceptuales puedan tener acceso al canal de entrada. Si el hub incluye alguna
inteligencia para optimizar la señalización sobre los canales de salida (por
ejemplo, aislar los nodos ociosos o con fallas) entonces recibe el nombre de
concentrador. Otro nombre genérico del hub es multiplexor. Se pueden encontrar
multiplexores con función de puente y de convertidor. Por ejemplo, el canal de
entrada puede ser UTP y las salidas cable coaxial delgado. El hub trabaja en el
nivel físico.
BRIDGES
Es
un dispositivo de la subred que, además de tener la función de repetidor, debe
conocer la estructura de los paquetes que circulan en la red. De hecho, se
puede considerar que un puente es una computadora con dos interfaces que dan
acceso hacia un mismo tipo de red y ejecutan un programa fijo. El programa toma
los paquetes de cada interfase (si están correctos) y los copia hacia la otra
interfase. Los paquetes malos son descartados, aislando así los problemas de un
segmento. Si el repetidor es "adaptativo", analiza las direcciones
físicas de los nodos remitentes de cada interfase y genera dos listas. Cuando
un paquete tiene la dirección física del remitente y del receptor en la misma
lista, el paquete no es copiado hacia la otra interfase, lo cual optimiza la
carga sobre la red completa ya que se logra segmentar la red. Como la
generación de las listas es sobre la marcha, un repetidor no necesita ninguna
programación o puesta a punto. Trabaja en la capa de Data link.
SWITCHES
Su
trabajo consiste en crear circuitos virtuales o enlazar circuitos permanentes
para transmitir un flujo más o menos constante de información. Un switch, al
igual que un puente, es un dispositivo de capa 2. De hecho, el switch se
denomina puente multipuerto, así como el hub se denomina repetidor multipuerto.
La diferencia entre el hub y el switch es que los switches toman decisiones
basándose en las direcciones MAC y los hubs no toman ninguna decisión. Como los
switches son capaces de tomar decisiones, hacen que la LAN sea mucho más
eficiente. Los switches hacen esto conmutando los datos sólo hacia el puerto al
que está conectado el host destino apropiado. Por el contrario, el hub envía
datos desde todos los puertos, de modo que todos los hosts deban ver y procesar
(aceptar o rechazar) todos los datos. A primera vista los switches parecen a
menudo similares a los hubs. Tanto los hubs como los switches tienen varios
puertos de conexión, dado que una de sus funciones es la concentración de
conectividad (permitir que varios dispositivos se conecten a un punto de la
red). La diferencia entre un hub y un switch está dada por lo que sucede dentro
del dispositivo. El propósito del switch es concentrar la conectividad,
haciendo que la transmisión de datos sea más eficiente. El switch puede
combinar la conectividad de un hub con la regulación de tráfico de un puente en
cada puerto. El switch conmuta paquetes desde los puertos (interfaces)
entrantes a los puertos salientes, suministrando a cada puerto el ancho de
banda total (la velocidad de transmisión de datos en el backbone de la red).
ROUTERS
Son
dispositivos de la subred que trabajan en la capa de red. Cuentan con varias
interfases de un tipo de red. Su trabajo consiste en examinar las direcciones
orígen y destino de red de cada paquete. Si la dirección de red orígen cae en
la misma interfase que la dirección de red destino, el paquete es descartado.
Si la dirección orígen de red cae un una interfase y la destino en otra, el
paquete es copiado hacia la interfase destino, logrando así el enrutado de
paquetes. Los enrutadores intercambian (por medio de un protocolo de enrutado)
sus tablas que contienen la lista de redes alcanzables, logrando de esta manera
que un paquete pueda viajar a redes distantes. En internet, el concepto de router
y gateway es intercambiable porque sus funciones están integradas. Un router se
diferencia de un bridge en que el primero analiza direcciones de red de la capa
de red, mientras que el segundo analiza direcciones de la capa física.
GATEWAYS
Es
un dispositivo de la subred que trabaja en la capa de red. Es capaz de entender
la sintaxis de un protocolo de comunicación (por ejemplo, AppleTalk) y
convertir el flujo de datos hacia otro protocolo (por ejemplo, TCP/IP). De esta
manera logramos comunicar nodos que hablan protocolos nativos diferentes. Las
funciones tanto de gateway como de router generalente se incluyen en un mismo
aparato actualmente.
PARÁFRASIS
Para
poder tener una red de área local es necesario considerar la utilidad y función
de cada uno de los elementos pues no siempre
al realizar la conexión de una red de área local utilizamos todos los
componentes y encontramos los siguientes:
Repetidor .- Es un dispositivo
de la Subred que toma señales eléctricas
del medio físico y las regenera, este dispositivo trabaja en la
capa física y solo sabe que no sabe
nada, su desventaja es que no puede filtrar el tráfico y genera colisiones,
como resultado una red con muchos repetidores no tendría un rendimiento optimo.
Transceivers.- Al igual que el
repetidor este dispositivo trabaja en la primera capa del modelo OSI, su
función es simple, tomar una señal enviada por cualquier medio y adaptarla a otra,
es decir: Si se tiene lo siguiente: Señal en Fibra y se quiere llevar hasta el
UTP se utiliza un transceiver que hará que la señal se adapte al cable UTP.
Hub.- Es una versión más moderna del
Repetidor, solo que la función del hub es repetir la señal a todos los nodos
que estén conectados a él, es decir, la señal que reciba el nodo A será
reenviado al nodo B, C, y D.
Utiliza
el método de espera para transmitir, lo que implica que si quiere trasmitir,
tendrá que esperar a que el medio o canal esté libre de transmisiones si quiere
evitar colisiones, en conclusión el tiempo se divide entre el numero de
computadoras que espera transmitir, por lo tanto entre mas numero de computadoras,
mas tardara en transmitir.
Bridge.- El trabajo del Bridge es el de conocer
la estructura de los frames que se envían y circulan en toda la red. Otra de
sus funciones es la de separar el trafico entre segmentos.
Switch.- El propósito real
del Switch es el de concentrar la conectividad haciendo que la transmisión de
datos sea mucho más eficiente.
Router.- Trabajan en la capa de red, su
trabajo consiste en examinar las direcciones de origen y destino de cada
paquete, de manera que el paquete puede viajar a redes distantes (enruta los
paquetes correctamente para que lleguen a su destino).
Gateway.- Es parte de la
subred y trabaja en la capa de red, permite que dos protocolos distintos se
comuniquen entre sí, es la evolución del Router y actualmente lo routers tiene
la tecnología de una Gateway dentro.
REDES ETHERNET
Y EVOLUCIÓN DE HUBS A SWITCHES
RED ETHERNET:
Una Red Ethernet es un tipo particular de
cableado de red más un grupo de especificaciones de señalización que cubren las
capas 1 (Física) y 2 (Enlace) del modelo OSI.
Es
una red de banda base, o sea que provee un único canal de comunicación sobre el
medio físico (cable), de forma que solo puede usarlo un dispositivo a la vez.
Ethernet,
como red de medio compartido, usa un mecanismo de acceso basado en la
contención. Para ello usa un protocolo llamado CSMA/CD : carrier sense mulptiple
access whit collision detection.
CSMA/CD:
Una estación "escucha" la línea
antes de trasmitir datos. Si ninguna otra estación lo está haciendo, entonces
envía sus datos. Si la red está ocupada, espera. Si dos estaciones comienzan a
trasmitir al mismo tiempo se produce una "colisión". En este caso
ambas estaciones detectan la colisión y cesan el envío. Cada una de ellas
espera un tiempo y vuelve a intentar.(Este retardo es de valor aleatorio para
cada una, para minimizar la posibilidad de que nuevamente ambas estaciones
colisionen).
TOPOLOGÍA DE RED.
La topología de la red ethernet es por
definición un "bus". Cada estación está ligada en
"paralelo" al bus. Cada estación escucha los paquetes y si la
dirección de destino es la propia (MAC address) lo recibe y procesa. Si no es
para ella lo descarta.
En
la práctica actual es más corriente usar topologiás físicas
"estrellas", si bien a nivel lógico siguen siendo "Bus". Un
concentrador "hub" es algo así como un lugar común de conexión en
paralelo al Bus. (Además los Hubs brindan funciones eléctricas adicionales,
tales como separación, restauración de nivel y, en los más elaborados, mejora
de parámetros que alteran los valores de señal ligados a la frecuencia (esta
última función anteriormente era realizada sólo por dispositivos llamados
repetidores)).
Si
bien lo visto se corresponde con un único punto de concentración (topología en
"estrella"), es extensivo al uso de varios hubs ligados entre si en
un formato jerárquico, como una topologiá física "arbol". (A veces se
denomina "estrella jerárquica", si bien debe recordarse que desde el
punto de vista lógico sigue siendo un "Bus").
EXTENSIÓN
FÍSICA DE UNA RED ETHERNET
Cuando una estación pone un paquete de datos
en la red, este tarda un tiempo en ser recibido por cada una de las demás
estaciones. Ese tiempo depende de la velocidad de propagación del medio físico
( enlace) que se esté usando y de las distancias en juego.
Si
el camino entre dos estaciones cualesquiera de la red involucra mucho tiempo,
pude ocurrir que una de ellas trasmita integramente un paquete corto (de
longitud mínima) sin detectar colisión cuando la otra está haciendo lo mismo.
Entonces la primera estación no registra que ha habido colisión de paquetes,
violando la regla básica del protocolo CSMA/CD (el conocimiento por parte de la
estación que trasmite de que ha habido colisión, antes de que finalice su
envío).
Lo
anterior es una de las principales limitaciones en la extensión física de las
redes Ethernet.
Para cuantificar este efecto se definen dos
parámetros: PDV y PVV.
EVOLUCIÓN DE HUB A SWITCH.
La
diferencia entre el hub y el switch es que los switches toman decisiones
basándose en las direcciones MAC y los hubs no toman ninguna decisión. Como los
switches son capaces de tomar decisiones, hacen que la LAN sea mucho más eficiente.
Switch
ser mas eficiente y el hub librar de colisiones a la red.
PARÁFRASIS
Este
tipo de redes han sido mucho más exitosas por sus características: Un diseño
flexible, Un método de control de acceso al medio “CSMA/CD”, capas de adaptarse
a velocidades de 10 Mbps hasta 10000Mbps, Su adopción del Stack de protocolos
TCP/IP. Lo cual ha hecho que siga siendo una forma de mantenerse conectados a
la red.
La
evolución del hub a Switch es la eficiencia del este ultimo al hub, ambos
siguen siendo muy útiles y de acuerdo a la red que se desee instalar.
FAST ETHERNET
GIGABIT ETHERNET
El
diseño exitoso de los “frames” de Ethernet, la evolución de la electrónica y
las necesidades de cada vez mayores velocidades de transmisión en las redes de
área local, ha obligado a que las redes Ethernet ofrezcan cada vez mejores
prestaciones y servicios.
ES DE ESTA MANERA QUE CUENTA CON LAS SIGUIENTES
VERSIONES DE ETHERNET:
Ethernet:
Con una velocidad comercial original de 10 Mpbs y con el CSMA/CD obligatorio. Fast
Ethernet: Con una velocidad de 100 Mbps y el CSMA/CD en redes sin switches y
200 Mbps en redes de switches y con el CSMA/CD opcional. Gigabit Ethernet: Con
una velocidad de 1000 Mbps y la obligación de usar switches, el CSMA/CD es
opcional. Ten Gigabit Ethernet: Con una velocidad de 10 000 Mpbs, la obligación
de usar switches y el CSMA/CD es innecesario.
PARÁFRASIS
Sin
duda alguna la evolución de la tecnología, y el acceso a la red de internet ha
hecho que se requiera de mayor velocidad en las redes locales que permitan
navegar sin problemas, fácil y rápidamente en internet y muestra de ello es que
las redes Ethernet ofrezcan mejores servicios para el acceso a internet.
Eso de las es interesante siga asi.
ResponderEliminarMuy buenos temas respecto a las redes locales.
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