MAT-401 REDES. En la mente del principiante hay muchas posibilidades; en la mente del experto hay pocas. Mg. Sc. Miguel Cotaña

Transcripción

1 MAT-401 REDES En la mente del principiante hay muchas posibilidades; en la mente del experto hay pocas. Mg. Sc. Miguel Cotaña 1

2 Terminología de redes Una red es un sistema de elementos conectados: odenadores, pantallas de video, impresoras, etc. Para facilitar su estudio, las redes se pueden clasificar en: Redes de Área Local (LAN); Redes de Campús; Redes de Área Metropolitana (MAN); Redes de Área Extensa (WAN). 2

3 Dispositivos de red 3

4 Topologías de red La configuración física, es decir la configuración espacial de la red, se denomina topología física. Los diferentes tipos de topología son: Topología de bus; Topología en estrella; Topología en anillo; Topología en árbol; Topología en malla. 4

5 Topologías de red 5

6 Componentes físicos de una red Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces. Los nodos: generalmente son computadores de propósito general (aunque los routers y switches utilizan hardware especial, los diferencia lo que hace el software). Los enlaces: se implementan en diversos medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra óptica y el espacio (enlaces inalámbricos). 6

7 Un nodo (una aproximaxión) La velocidad de la CPU se dobla cada 18 meses, pero la latencia de la memoria se mejora sólo un 7% cada año CPU Cache Adaptador de Red Todos los nodos se conectan a la red a través de un adaptador de red. Este adaptador tiene un software (device driver) que lo administra La memoria NO es infinita Es un recurso escaso Memoria En una primera aproximación un nodo funciona con la rapidez de la memoria no con la rapidez del procesador. el software de red debe cuidar cuántas veces accede la información puesta en la RAM! 7

8 El adaptador de red Network Adapter Card ó Network Interface Card (NIC) 8

9 El adaptador de red Tarjeta de expansión que se instala en un computador para que éste se pueda conectar a una red. Proporciona una conexión dedicada a la red Debe estar diseñada para transmitir en la tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debe tener el adaptador correcto para el medio (conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde será conectada (PCI). 9

10 Tarjetas 10/100/1000 Mbps Fabricante de la tarjeta 02:60:8c:e8:52:ec Cada tarjeta 10BaseT, o 100BaseTX (ó 10/100/1000) está identificada con 12 dígitos hexadecimales (conocida como MAC address). Ethernet = 10Mbps FastEthernet = 100Mbps GigabitEthernet = 1000Mbps Esta dirección es utilizada por la capa 2 (capa de enlace de datos: DLL) del modelo OSI para identificar el nodo 10 destino y origen de los datos

11 Componentes del adaptador de red El adaptador de red sirve como interface entre el nodo y la red, por esto puede pensarse que tiene dos componentes: Una interface al BUS del computador que sabe como comunicarse con el host. Una interface al enlace (cable o antena) que habla de manera correcta el protocolo de la red. Debe existir una forma de comunicación entre estos dos componentes para que puedan pasar los datos que entran y salen del adaptador. 11

12 Componentes del adaptador de red CPU BUS E/S del nodo Buffers para intercambio de datos Cache Interface al BUS Interface al Enlace Enlace de la RED Adaptador de Red Memoria RAM Sabe cómo hablar con la CPU, recibe las interrupciones del nodo y escribe o lee en la RAM Sabe utilizar el protocolo de nivel de enlace (capa 2, modelo OSI) 12

13 El driver de la tarjeta La tarjeta de red requiere de un driver en software para poder comunicarse con el sistema operativo. Provee las siguientes funciones: Rutina de inicialización de la tarjeta; Rutina de servicios de interrupción; Procedimientos para transmitir y recibir frames de datos; Procedimientos para el manejo de status, configuración y control de la tarjeta. 13

14 Componentes físicos de una Red Cableado estructurado Una red LAN nunca puede ser mejor que su sistema de cableado 14

15 Se define Cableado estructurado como un método para crear un organizado sistema de cableado que pueda ser fácilmente entendido por instaladores, administradores de red, técnicos y en general el personal que interactúa con el cableado. Conjunto de recomendaciones para el desarrollo de un sistema de cableado flexible que permita integrar múltiples servicios como lo son el de voz, datos y video dentro de un edificio. 15

16 ANSI/TIA/EIA-569A 16

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20 Beneficios del Cableado Estructurado 1.- Proporciona flexibilidad Independencia del fabricante Mayor facilidad de movimientos, añadiduras y modificaciones Conectividad de Sistema Abierto 2.- Mejor recuperación de inversión Mayor duración de vida del sistema Menor costo del ciclo de vida 20

21 Estándar EIA/TIA-568 Especifica un sistema de cableado multiproposito independiente del fabricante Definido en julio de 1991, la última versión es la 568-B (1 de abril de 2001); Ayuda a reducir los costos de administración Simplifica el mantenimiento de la red y los movimientos, adiciones y cambios que se necesiten; Permite ampliar la red. 21

22 ANSI/TIA/EIA-568-B.1 La norma ANSI/TIA/EIA-568-A se reorganizó en trés estándares técnicos: 568-B.1, General Requirements (Requerimientos del sistema) 568-B.2, 100 Ohm Balanced Twisted-Pair Cabling Standard (cobre) 568-B.3, Optical Fiber Cabling Component Standard (fibra óptica) Las especificaciones ofrecidas son para cableado categoría 5e (la categoría 5 no es tenida más en cuenta), 6 y 7. En fibra óptica, las especificaciones son para fibra y cables 50/125 µm y conectores con diseños SFF (Small Form Factor) son permitidos, además de los conectores 568SC El término telecommunications closet fue reemplazado por telecommunications room y permanent link fue reemplazado por basic link como la configración de prueba 22

23 Subsistemas del cableado Estándar EIA/TIA-568 especifica seis subsistemas: Conexión del edificio al cableado externo (acometida del sistema de telecomunicaciones); Cuarto de equipos; Cableado vertical (Backbone); Armario de Telecomunicaciones; Cableado Horizontal; Área de trabajo. 23

24 Cuarto de equipos Ambiente controlado para los equipos de telecomunicaciones, el hardware de conexión, las cajas de uniones, las instalaciones de aterramiento y los dispositivos de protección que se necesiten. Debe proporcionar la interconexión principal o la intermedia usada en la jerarquía del cableado backbone. 24

25 Cableado horizontal Usualmente esta en un mismo piso ya sea en el suelo, por la pared o en el techo; Incluye las tomas/conectores, el cable horizontal y los distribuidores a los que se conecta en el armario (patch panel). Contiene la mayor cantidad de cables individuales en el edificio pues conecta cada estación de trabajo al armario de telecomunicaciones. 25

26 100m max. L3 = 90m L1+ L2 + L4 = 10m Distribuidor de piso Plus /48 Distancias permisibles Equipamiento LAN L1 []Bra d-rex GigaPlus L2 []Bra d-rex GigaPlus L3 Punto de transición (Opcional) TO L4=3m Especificación Enlace Especificación Canal 26

27 Backbone Es el camino principal por donde se transporta la información y se conectan los centros de cableado; Comprende todo el cableado entre armarios de telecomunicaciones, cuarto de equipos, instalaciones de entrada y edificios; Incluye los cables, las terminaciones mecánicas de los cables y los distribuidores intermedios; La vida útil del sistema de cableado backbone se planifica para un período que típicamente está entre 3 y 10 años; 27

28 Antes de iniciar la planificación se debe proyectar la cantidad máxima de cable backbone que se requiere, así como el crecimiento y los cambios que durante el mismo se deben acomodar sin necesidad de instalar cable adicional; Se debe planear la ruta y la estructura de soporte; Se debe tener en cuenta el tipo de información que se va a transportar y el estándar de red. 28

29 Edificio A Edificio B Aéreo Subterráneo 29

30 Edificio 1 Edificio 2 Distribuidor de piso Cable Horizontal Máx. 90 m Cable de equipamiento en DC y DE Máx: 30m Distribuidor de piso Backbone de Edificio max. 500 m TO Latiguillos max. 3m Distribuidor de campus/ Distribuidor de edificio Máx 1500m desde (DC to DP) Backbone de Campus Distribuidor de edificio 30

31 Armario de telecomunicaciones Es un gabinete que tiene el hardware necesario para realizar las conexiones al horizontal y al backbone; En él están los distribuidores para interconectar el cableado horizontal con el backbone. Ej: hubs, bridges, switch, patch panels, etc; El edificio debe tener como mínimo un armario de telecomunicaciones. 31

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33 Area de trabajo Está formada por todos los componentes que existen desde el punto de conexión horizontal en la toma/conector hasta los equipos del usuario (teléfonos, estaciones de trabajo, etc.). Incluye cables, tomas/conectores, los adaptadores, terminaciones, etc.; El cableado debe ser flexible. 33

34 Conector o Plug RJ-45 Conector o Plug RJ-45 Conector de Plástico en donde se ubican los ocho hilos del cable UTP siguiendo un código de colores. Estos Plug sirven para conectar los puertos de las Tarjetas de Red a los puntos de Red, Patch Panel y a los puertos del Hub o Swtich. 34

35 Ubicación de los cables Deben cumplir los estándares de comunicación Universal. En este caso se Involucran la TIA/EIA 568B T568A: B/V V B/N A B/A N B/M M T568B: B/N N B/V A B/A V B/M M

36 Cables Patch Cord Los Patch Cord son cables hechos con conectores RJ-45 y capuchas de Plástico que los protegen. Sirven para unir una PC con un Punto de red o un puerto del Patch Panel a un puerto del Switch, etc. 36

37 Jack`s Cat 5e Los Jack s son unos conectores que sirven de intermediario entre el Patch Cord que conecta una PC al cable que llega al Pacth Panel. Cada uno de estos representa un punto de red instalado, y van dentro las cajas tomadatos. Para conectar los hilos del cable UTP al Jack, existen a presión y otros con herramienta de impacto. 37

38 Canaletas de plástico Las canaletas es el medio por el cual los cables de red son llevados y protegidos, de acuerdo a su trayectoria. Se trabajan bastante con canaletas de pared y de piso. Es recomendable usar con los accesorios del caso en bordes y subidas, para evitar el deterioro del cable y dar los giros normados. 38

39 Cajas tomadatos Es en donde se guarda el Jack. En ellos se puede etiquetar y así poder identificar los puntos de red. Se pueden trabajar simples, dobles o más. 39

40 Patch Panel Los Patch Panel van en los Rack, y en ellos terminan todos los cables de red del cableado. En la parte posterior del Patch Panel se tiene que hacer la conexión y colocarlo hilo por hilo. Luego con los Patch Cord se unen los puertos del Patch Panel con los del Switch. 40

41 Rack Es de fierro y es donde van los Patch Panel y los dispositivos de Comunicación como los Hub, Switch, Router, etc. Es la parte central de todo el cableado de datos. 41

42 Racks o gabinetes de telecomunicaciones 42

43 Herramientas Crimping Tool Es la herramienta que me sirve para construir los cables Patch cord (de la PC al punto de Red o del Pacth Panel al Switch). Fundamentalmente conecta los Plug RJ-45 con los ocho hilos del cable UTP. 43

44 Impactador Es la herramienta que me permite hacer la conexión de los hilos del cable UTP a los Jack s que no son a presion y a los Patch Panel. 44

45 Dispositivos de Testeo Son dispositivos que certifican la Red, es decir, que una culminado el cableado estos verifican su estado y su correcto funcionamiento. 45

46 Conexiones del cableado 2. Cuarto de equipos Patch panel 4. Closet de Telecomunicaciones 6. Area de trabajo 3. Cableado vertical Coversor de Medio 5. Cableado Horizontal Tarjeta de Red Teléfono Cable 10/100BaseT Red del Campus Switch Cable 10/100BaseT Canaleta Estación de trabajo 1. Conexión del edificio al cableado externo Centro de cableado Toma RJ45 46

47 Consejos para instalar un cableado De la tarjeta de red hasta la toma: patch cord máx. de 3 m De la toma hasta el patch panel (centro de cableado): 90 m Cableado vertical (entre centros de cableado) con fibra óptica multimodo : 2 Km (500mts) con UTP: 100 m Mínimo dos conectores por puesto de trabajo (voz y datos) Conector estándar: 4 pares (8 hilos), 100 ohmios, UTP Utilice el cable y los componentes de interconexión adecuados (entre más rapidez de transmisión necesite, mejores elementos debe comprar) Evite forzar el cable doblándolo en ángulos rectos o tensionandolo demasiado. No utilice empalmes en el cableado horizontal: está prohibido. Asegúrese que la puesta a tierra sea correcta 47

48 Especificaciones generales del cable UTP 48

49 Unshielded Twisted-Pair El cable de par entorchado tiene uno o más pares abrazados uno a otro. (esto ayuda a cancelar polaridades e intensidades opuestas). Shielded Twisted-Pair (STP) es blindado Unshielded Twisted-Pair (UTP) es no blindado 49

50 Hilos del cable UTP Los hilos son referenciados con respecto a su grosor utilizando los números de American Wire Gauge Los alambres delgados tienen más resistencia que los gruesos AWG Ohms/300 m 19 16, , , ,5 50

51 Categorías del sistema de cableado para UTP Categoría 1: alambre sólido 22 ó 24 AWG (American Wire Gauge Standard): no se puede utilizar para transmisión de datos: 56 Kbps Categoría 2: alambre sólido 22 ó 24 AWG para teléfonos y sistemas de alarmas: 1 MHz Categoría 3: alambre sólido 24 AWG, 100 Ohmios, 16 MHz. Categoría 4: igual que la tres pero hasta 20 MHz Categoría 5: par trenzado de 22 ó 24 AWG, impedancia de 100 Ohmios, ancho de banda de 100 MHz (usa conector RJ45). Atenuación inferior a 24 db y Next superior 27.1 db para 100 MHz. Categoría 5e (enhanced): Par trenzado 22 ó 24 AWG, ancho de banda 100 MHz. Atenuación 24 db. Next 30.1 db Categoria 6 (TIA/EIA-568-B.2-1, junio 1, 2002): Hasta 200 MHz. Atenuación inferior a 21.7 db y Next superior a 39.0 db. Categoría 7 (propuesta): hasta 600 MHz. 51

52 Especificaciones conector RJ45 Especificación EIA/TIA-568A Hilo Color Nombre 1 Blanco/Verde T2 2 Verde R2 3 Blanco/Naranja T3 4 Azul R1 5 Blanco/Azul T1 6 Naranja R3 7 Blanco/Café T4 8 Café R4 Especificación EIA/TIA-568B Hilo Color Nombre 1 Blanco/Naranja T2 2 Naranja R2 3 Blanco/Verde T3 4 Azul R1 5 Blanco/Azul T1 6 Verde R3 7 Blanco/Café T4 8 Café R Conector macho para los cables Conector hembra para tomas, hubs, switches y tarjetas de red 52

53 Uso de los hilos De acuerdo con la aplicación, cada hilo realiza una función diferente: Aplicación Hilos 1 y 2 Hilos 3 y 6 Hilos 4 y 5 Hilos 7 y 8 Voz TX/RX ISDN (RDSI) Potencia TX RX Potencia 10Base-T TX RX Token Ring TX RX 100Base-T4 TX RX Bi Bi 100Base-TX TX RX 1000Base-T Bi Bi Bi Bi TX: Trasmite; RX: Recibe; Bi: Bidireccional 53

54 Cable de fibra óptica Transmite energía en forma de luz. Permite tener anchos de banda muy altos (billones de bits por segundo). En los sistemas de cableado, la fibra óptica puede utilizarse tanto en el subsistema vertical como en el horizontal. 54

55 Cómo funciona la fibra óptica (1) Transmisor (Fuente de luz) Receptor (Detector de luz) Señal eléctrica (Output) Señal eléctrica (Input) Fibra óptica 55

56 Cómo funciona la fibra óptica (2) Cubierta (Cladding) Por qué no se sale la luz de la fibra óptica? La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta y el núcleo están hechos de diferentes tipos de vidrio (y por tanto tienen diferentes índices de refracción). Esta diferencia en los índices obliga a que la luz sean reflejada cuando toca la frontera entre el núcleo y la cubierta. Núcleo (Core) Revestimiento (Coating ó Buffer) 56

57 Tipos de fibra óptica Fuente de luz Propaga varios modos ó caminos Fuente de luz Propaga un sólo modo ó camino Núcleo: 62.5 mm ó 50 mm Cubierta: 125 mm Multimodo Usada generalmente para comunicación de datos. Tiene un núcleo grande (más fácil de acoplar). En este tipo de fibra muchos rayos de luz (ó modos) se pueden propagar simultáneamente. Cada modo sigue su propio camino. La máxima longitud recomendada del cable es de 2 Km. l = 850 nm. Monomodo Tiene un núcleo más pequeño que la fibra multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayo de luz (ó modo) puede propagarse a la vez. Es utilizada especialmente para telefonía y televisión por cable. Permite transmitir a altas Núcleo: 8 a 10 mm velocidades y a grandes distancias (40 km). Cubierta: 125 mm l = 1300 nm. Un cabello humano: 100 mm 57

58 Documentación del cableado Para cableados pequeños, mínimo un plano del piso con la ubicación del cableado y una hoja electrónica con una explicación de la marcación de los componentes Los cables deben ser identificados cuando estos sean instalados (una etiqueta en cada punta del cable) y de registrarse en la hoja electrónica. Para grandes cableados puede considerar adquirir un software de administración de cableados (toma más tiempo lograr que entre en funcionamiento) Marcar los cables y elaborar la documentación puede parecer trabajo extra, pero son una herramienta poderosa para la adminitración de la red. 58