CAPITULO 3 COMPONENTES FÍSICOS DE LA RED

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1 CAPITULO 3 COMPONENTES FÍSICOS DE LA RED

2 AGENDA Configuración de la tarjeta de red Topologías Tipos de medios Dispositivos Conexión a Internet (WANs) 2

3 TARJETA DE RED (NIC) La tarjeta de interfase a red (NIC) es un dispositivo que se conecta a la tarjeta madre y provee puertos para la conexión a la red. Es la interfase entre el computador y la red de área local (LAN). 3

4 TARJETA DE RED (NIC) Algunas consideraciones importantes que se deben tomar en cuenta cuando se selecciona una NIC para ser utilizada en una red son: Tipo de red Ethernet, Token Ring, FDDI Tipo de medio par trenzado, coaxial, fibra óptica, etc. Tipo de bus físico - PCI o ISA 4

5 TARJETA DE RED (NIC) 5

6 AJUSTANDO LA DIRECCION IP En una red basada en TCP/IP, los computadores utilizan direcciones (IP) para identificarse entre ellos. Estas direcciones le permiten a los computadores conectarse a la red. La dirección IP corresponde a un número binario de 32 bits. Este número se divide en 4 grupos de 8 bits conocidos como octetos, cada uno de ellos se representa por un número decimal en el rango de 0 a

7 SERVIDORES DHCP DHCP es una utilidad que automáticamente asigna direcciones IP a los computadores. El computador que corre el programa se llama SERVIDOR DHCP. Los servidores DHCP asignan la dirección y la configuración TCP/IP a los computadores configurados como clientes DHCP. Este proceso dinámico elimina la necesidad de asignar manualmente las direcciones IP. 7

8 SERVIDORES DHCP 8

9 DIRECCION IP Una de las formas de que un computador conectado en red obtenga su dirección IP es a través de un servidor Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). 9

10 DIRECCION IP En la información de la dirección que asigna el servidor DHCP a los PCs se incluye: Dirección IP Máscara de la subnet Gateway Valores opcionales donde se incluye la dirección del servidor DNS y el WINS (Windows Intenet Naming Service) 10

11 Domain Name System (DNS) Si la red es grande o esta conectada a Internet, frecuentemente se esta cambiando la dirección numérica del host para recordarla. La mayoría de los HOST se identifican en Internet amigablemente por nombres de computadores conocidos como nombres de host. El Sistema de Nombres de Dominios (DNS) se utiliza para traducir los nombres de los computadores como a su correspondiente dirección IP. 11

12 DNS 12

13 Default Gateway El Default Gateway es la interfase near-side del router, esto es, la interfase en el router a la cual el segmento de la red local de computadores o cables se conectó. Para que cada computador reconozca su default gateway la dirección IP del router más cercano debe ingresar en la caja de diálogo de las propiedades del Host de protocolo de Internet (TCP/IP) 13

14 TOPOLOGIA DE REDES La topología de la red define la forma de la red. Muestra la como se conectaran los dispositivos en la red. Una red tiene topología física como lógica. TOPOLOGÍA FÍSICA. Se refiere a los dispositivos y el medio. TOPOLOGIA LOGICA. Se refiere a las rutas que tomarán las señales de un punto de la red a otro (la forma en que se accesa el medio y transmiten sus paquetes de datos) La red puede tener una topología lógica y física diferentes (Ethernet estrella física / bus lógica) 14

15 TOPOLOGIA FISICA La topología física muestra la distribución física de la red, hace referencia a los dispositivos y el medio de transmisión de los datos. 15

16 TOPOLOGIA LOGICA Muestra la topología lógica de la red, se refiere a las rutas que las señales toman para viajar de un punto a otro en la red. 16

17 TOPOLOGIA FISICA VRS TOPOLOGIA LOGICA Estas dos terminologías pueden causar confusión. Porque la palabra lógica en este momento no tiene nada que ver con la forma en que red aparece funcionando. 17

18 TOPOLOGIAS BUS. Todos los dispositivos en la topología BUS se conectan a un mismo cable, el cual proviene de un computador y pasa a otro, como la línea de buses dentro de una ciudad. ESTRELLA. Esta es la arquitectura más comúnmente utilizada en las LANs Ethernet. Se implementa de una conexión central que es un dispositivo, como un Hub, Switch o enrutador, donde todos los segmentos de los cables se encuentran. ANILLO. El Host se conectan en forma de anillo o circulo. No tiene inicio ni fin. MALLA. Conecta todos los dispositivos (nodos) entre ellos para redundancia y tolerancia a fallas. 18

19 TOPOLOGIA DE BUS Comúnmente se le llama bus lineal, todos los dispositivos en la topología bus se conectan en un solo cable, el cual procede de un computador a otro. Es raramente utilizada pero se puede aplicar en oficinas de la casa o en pequeñas compañías con pocos host. 19

20 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGIA DE BUS Ventajas de la topología de bus: El cableado es de bajo costo. Utiliza menos cable que otras topologías como la estrella o estrella extendida. Trabaja muy bien en pequeñas redes. No necesita de un dispositivo central, como hub, swich o enrutador. Desventajas de la topología de bus: El tiempo de acceso es bajo al igual que el ancho de banda debido a que comparte el mismo cable con todos los dispositivos. Es difícil identificar y aislar las fallas. Una ruptura del cable deshabilita toda la red. Necesita de un elemento terminal. 20

21 TOPOLOGIA ESTRELLA Es la más comúnmente utilizada en la arquitectura de redes Ethernet. Es mas costosa que la topología de bus porque se necesita más cable y se necesita de un dispositivo central, como hub, switch o enrutador. 21

22 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGIA ESTRELLA Ventajas de la topología estrella: Se puede expandir, es flexible y confiable. Es fácil de diseñar e instalar. El diagnóstico de problemas fácilmente se puede realizar ya que el problema se puede presentar en una computador o en un dispositivo. Es la que mayormente permite el intercambio de información por la red. Desventajas de la topología estrella: Requiere de mucho cable para interconectar los computadores, ya que cada computador debe conectarse con el dispositivo en la posición central. Es más cara para construir ya que se requiere de más cable y de dispositivos complementarios. 22

23 TOPOLOGIA DE ANILLO Una trama (frame), llamado token, viaja por el anillo y para en cada uno de los nodos. Si el nodo quiere transmitir datos, agrega los datos y la información de la dirección a la trama. La trama continúa alrededor del anillo hasta que encuentre el nodo destino, el cual tomará los datos de la trama. La ventaja de utilizar este método es que no existe la posibilidad de una colisión en los paquetes de los datos. 23

24 TOPOLOGIA DE ANILLO Con un simple anillo todos los dispositivos en la red comparten el mismo cable, y los datos viajan en una única dirección. Con dos anillos los datos pueden viajar en ambas direcciones. Esto crea redundancia (tolerancia a fallas). Si por cualquier razón un anillo falla, los datos pueden ser enviados o recibidos por el otro anillo. El estándar es el método de acceso que se utiliza en las redes de anillo. FDDI (tecnología similar al token ring) utiliza luz en lugar de electricidad para transmitir los datos sobre el anillo. 24

25 TOPOLOGIA MALLA La topología malla conecta todos los dispositivos (nodos) a cada uno de ellos para lograr redundancia y tolerancia a fallas. Es utilizada en redes locales anchas (WANs) para interconectarse con redes y para redes criticas. Es una topología cara y difícil de implementar. 25

26 TOPOLOGIAS HIBRIDAS La topología híbrida combina más de un tipo de topologías. Cuando las líneas de bus se unen en dos hubs de diferentes topologías la configuración se llama bus estrella. Los buses son utilizados para transferir datos entre dos topologías estrella. 26

27 HOJA DE TRABAJO 1 27

28 MEDIOS PARA REDES Existe una gran variedad de medios en el mercado de trabajo de las redes: Cobre incluyendo pares coaxiales y pareados. Vidrio fibras ópticas Ondas inalámbrico Para cada tipo de cable, existen dos grados: Plenum Se refiere al cable con una jacket hecha con Teflon u otro material que cumpla con los códigos contra incendio y de construcción. PVC La jacket externa de los cables no Plenum esta hecho con Cloruro de Polyvinyl (PVC); el cual produce un gas venenoso cuando se quema. 28

29 MEDIOS 29

30 MEDIOS CABLE COAXIAL El cable coaxial utiliza una malla protectora shielding para repeler la interferencia producida por las fuentes eléctricas. El cable coaxial consiste de cuatro partes: Conductor central Aislante Malla protectora Jacket 30

31 CABLE COAXIAL Existen diferentes tipos de cables coaxiales, incluyendo thicknet y thinnet. Thicknet tiene un mayor diámetro, es rígido y difícil de instalar. La velocidad máxima de transmisión es de solamente 10 Mbps. Esto es significativamente muy poco comparado con el par trenzado y la fibra óptica. El largo máximo del cable debe ser de 500 metros. Thinnet tiene la misma velocidad de transmisión que el thicknet. 31

32 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CABLE COAXIAL Ventajas del cable coaxial: Puede ser utilizado en mayores distancias que en el par trenzado entre nodos. Es más barato que el cable de fibra óptica. Desventajas del cable coaxial: Es mayor diámetro de Thicknet hace que la instalación sea más difícil. El cable coaxial debe ser aterrizado. Los problemas de ruido causan errores en los datos. El ancho de banda es limitado 32

33 CABLE COAXIAL 33

34 MEDIO PAR TRENZADO El par trenzado es el utilizado en las comunicaciones por teléfono y la mayoría de la redes Ethernet por modem. Todos los cables trenzados cuentan con protección interna y externa. Existen dos tipos: Par trenzado con malla (Shielded Twisted-Pair) (STP) Par trenzado sin malla (Unshielded Twisted-Pair) (UTP) el más comúnmente utilizado en el cableado de redes tipo Ethernet. 34

35 CABLE TRENZADO El cable shielded twistedpair (STP) combina las técnicas de cancelación y enrollado de cables con una malla. Cada par de cables se envuelve en una funda metálica para aislar los cables del ruido. Los cuatro pares de cables se agrupan y se enrollan en una funda metálica. STP reduce el ruido eléctrico en el cable (crosstalk) y fuera del cable con EMI y RFI. 35

36 CABLE TRENZADO El cable unshielded twisted-pair (UTP) tiene dos o cuatro pares de cables. Elimina la degradación de la señal causada por la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia producida por las ondas de radio (RFI). UTP es el más comúnmente utilizado en el cableado de redes Ethernet. 36

37 CABLE TRENZADO 37

38 HOJA DE TRABAJO 2 38

39 MEDIO FIBRA OPTICA El cable de fibra óptica es un medio para redes que es capaz de conducir transmisiones de luz modulada. La luz se modula de tal forma que viaje en la dirección que se transmiten los datos. Tiene un núcleo de fibras de vidrio o plástico (en lugar del cobre), a través de las cuales viajan los pulsos de luz. 39

40 FIBRA OPTICA 40

41 MEDIO - INALAMBRICO Las redes inalámbricas utilizan frecuencia de radio (RF), láser, infrarrojos (IR), y microondas/satélite para transportar las señales de un computador a otro sin necesidad de un cable permanente entre computadores. Las señales inalámbricas son ondas electromagnéticas que viajan por el aire. No necesitan de un medio físico para las señales inalámbricas. Los teléfonos celulares son una aplicación muy común. 41

42 INALAMBRICO 42

43 HOJA DE TRABAJO 3 43

44 DISPOSITIVOS HUB (CONCENTRADORES) Y REPETIDORES Los hubs (concentradores) son repetidores de multipuertos. En muchos casos, la diferencia entre los dos dispositivos es el número de puertos que cada uno provee. Utilizando un hub cambia la topología de la red de una bus lineal, donde cada dispositivo se conecta directamente con su cable a una estrella. El hub generalmente se utiliza como el punto central en una topología estrella. 44

45 HUB Y REPETIDORES Con los hubs, los datos que se reciben por los cables en el puerto son eléctricamente repicados en los puertos restantes de la misma LAN Ethernet, excepto en el puerto donde se reciben los datos. Existen tres tipos de Hubs: Pasivo Activo Inteligente 45

46 HUBS Y REPETIDORES 46

47 DISPOSITIVOS BRIDGES Y SWITCHES Los Bridges (puentes) y los switches (interruptores) son utilizados para conectar segmentos de red. Los interruptores y puentes operan al nivel de la capa de enlace de datos del modelo OSI. La función del puente es la de realizar decisiones inteligentes acerca del paso de señales al siguiente segmento de la red. 47

48 BRIDGES Y SWITCHES Cuando el puente ve una trama en la red, ve la dirección MAC de destino y la compara con una tabla para determinar si la filtrara o copia la trama en otro segmento. Los switches aprenden cierta información a cerca de los paquetes de datos que reciben de un computador a la red. La utilizan para construir futuras tablas para determinar el destino de los datos que se han enviado por un computador hacia la red. Ayudan a segmentar la red y reducir el congestionamiento del transito sobre la red, limitando cada puerto a su propio dominio de colisión. 48

49 PUENTES Y SWITCHES 49

50 DISPOSITIVOS ROUTERS Los enrutadores (Routers) son los dispositivos más sofisticados que utilizan las redes, operan a nivel de la capa de red en el modelo OSI. Son más lentos que los puentes y los switches pero realizan decisiones inteligentes sobre como enrutar los paquetes recibidos en un puerto a la red o a otro puerto. 50

51 DISPOSITIVOS ROUTERS Cada puerto en donde se coloca un segmento de la red se describe como una interfase router. Los enrutadores pueden ser computadores con un programa especial para redes instalado o pueden ser dispositivos construidos para equipo de redes. Los routers contienen tablas de direcciones de redes con rutas de destino optimas hacia otras redes. 51

52 ENRUTADORES 52

53 HOJA DE TRABAJO 4 53

54 LINEAS SERIALES SINCRONICAS Y ASINCRONICAS TRANSMISIÓN SERIAL SINCRÓNICA Los bits de los datos se envían juntos con un pulso de reloj de sincronia. Un mecanismo coordina los relojes de los dispositivos que envían y reciben los datos. TRANSMISION SERIAL ASINCRÓNICA Los bits de los datos son enviados sin la señal de sincronia. Utiliza un bit de inicio al inicio de cada uno de los mensajes. Una vez que el receptor recibe el bit de inicio, se puede sincronizar su reloj interno con el del transmisor. 54

55 COMUNICACIÓN SERIAL 55

56 MODEMS El moden es un dispositivo electrónico que es utilizado por el computador para comunicarse através de las líneas telefónicas. Permite la transferencia de datos entre computadores. Los modems convierten los datos digitales a señales analógicas y señales analógicas de respuesta a datos digitales. Hay cuatro tipos: Tarjetas de expansión que son las más comunes. PCMCIA Externos Modems Built-in 56

57 MODEMS 57

58 COMANDOS PARA MODEMS ESTANDAR DE DISCADO SOBRE LA RED Cuando los computadores utilizan el sistema de red de telefonía pública o la red para comunicarse, se llama Dial-Up Networking (DUN). DUN crea una conexión Pointto-Point Protocol (PPP) entre dos computadores sobre la línea telefónica. En este proceso, PPP hace que el modem actúe como una tarjeta de interfase a red. Los modems pueden operar en los dos siguientes estados para habilitar el DUN: Estado de comandos locales Estado en línea 58

59 PROVEEDORES DE SERVICIOS ISP E INTERNET Services of an Internet service provider (ISP) son necesarios para navegar en Internet. El ISP conecta computadores a internet y a World Wide Web. Cuando se conecta a ISP, el computador se comporta como un cliente remoto en la red local ISP. 59

60 Digital Subscriber Line (DSL) es una tecnología para estar siempre conectado. Esto quiere decir que no se necesita de marcar un número telefónico cada vez que se quiera accesar Internet. Las velocidades de transferencia se dividen en: Upstream Downstream Upstream es el proceso de transferencia de datos desde el usuario final hasta el servidor. Downstream es el proceso de transferencia de datos entre el servidor y el usuario final. DSL 60

61 CABLE MODEMS El cable modem trabaja como una interfase a red (LAN) conectando el computador a Internet. El cable modem conecta a un computador a una red de una compañía de cable a través del cable coaxial que lleva la señal de televisión (CATV). El servicio de cable modem, similar a DSL, es también una tecnología del tipo siempre on (always-on). 61

62 CABLE MODEMS VRS DSL ENTERNET TECHNOLOGY 62

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