INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ADOLFO LÓPEZ MATEOS - ZACATENCO

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ADOLFO LÓPEZ MATEOS - ZACATENCO ACADEMIA DE COMPUTACIÓN - MAESTRÍA EN TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE DESARROLLO DE REDES PRÁCTICA No. 2 Por: Ernesto Zárate Castro Manuel Serrano México, D. F., Enero del

2 2.1. OBJETIVO: Al término de esta práctica el alumno será capaz de: Identificar y configurar la tarjeta de interfaz de red de una computadora Identificar el nivel apropiado dentro del modelo OSI para este dispositivo Crear una LAN básica a partir de dos computadoras Crear una LAN usando un Hub Conectar la LAN creada a Internet INTRODUCCIÓN TEÓRICA: NECESIDAD DE LAS REDES DE DATOS En los inicios de la informática, los grandes sistemas diseñados para el procesamiento de datos, eran entidades independientes. Las primeras redes de datos surgieron debido a la necesidad de las empresas por: Evitar la duplicación de equipos informáticos y otros recursos. Comunicarse de forma segura y eficiente para compartir datos y aplicaciones. Mantener una administración centralizada de los datos y permitir el acceso remoto a estas bases de datos. REDES DE DATOS Las redes de comunicación de datos están diseñadas para hacer posible que dos computadoras ubicadas en cualquier parte del mundo, puedan comunicarse y compartir información, independientemente de la plataforma de estas (MAC, PC, Mainframe). Una condición indispensable para comunicarse es que las computadoras y los dispositivos de comunicación utilicen el mismo protocolo. Las redes de datos se dividen principalmente en redes LAN y redes WAN. QUÉ ES UNA LAN? Una LAN o Red de Área Local (Local Area Network) es una red de datos de alta velocidad, tolerante a fallas que cubre una área geográfica relativamente pequeña. Típicamente conecta estaciones de trabajo, computadoras personales, impresoras y otros dispositivos. Las redes LAN ofrecen a los usuarios de las computadoras muchas ventajas, incluyendo acceso compartido a dispositivos y aplicaciones, intercambio de archivos entre usuarios conectados, y comunicación entre usuarios vía correo electrónico y otras aplicaciones. PROTOCOLOS LAN Y EL MODELO DE REFERENCIA OSI Los protocolos LAN operan en las dos capas inferiores del Modelo de Referencia OSI, esto es, en la capa física y en la capa de enlace de datos. 2

3 Figura 2.1. Protocolos LAN mapeados al Modelo de Referencia OSI. MÉTODOS DE ACCESO AL MEDIO PARA REDES LAN Los protocolos LAN típicamente usan uno de dos métodos para accesar al medio físico en la red: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) y Token Passing. En el esquema de acceso al medio CSMA/CD, los dispositivos de red contienden por el uso del medio físico en la red. Por consiguiente, CSMA/CD es llamado algunas veces Método de Acceso Contendido (o competido). Ejemplos de LAN s que usan el esquema CSMA/CD son las redes Ethernet/IEEE 802.3, incluyendo 100BaseT. En el esquema de acceso al medio token-passing, los dispositivos de red accesan al medio físico a través de la posesión de un token. Ejemplos de LAN s que usan el esquema token-passing están Token Ring/IEEE y FDDI. MÉTODOS DE TRANSMISIÓN LAN Las transmisiones de datos en una red LAN caen dentro de tres clasificaciones: unicast, multicast y broadcast. En cada tipo de transmisión, un solo paquete es enviado a uno o más nodos. En una transmisión unicast, un paquete es enviado desde la fuente hacia un destino en la red. Primero, el nodo fuente direcciona el paquete usando la dirección del nodo destino. El paquete es enviado entonces sobre la red, y finalmente, llega a su destino. Una transmisión multicast consiste de un solo paquete de datos que es copiado y enviado a una subred específica de nodos en la red. Primero, el nodo fuente direcciona el paquete usando una dirección de multicast. El paquete es enviado entonces por la red, la cual hace copias del paquete y envía una copia a cada nodo que es parte de la dirección de multicast. Una transmisión broadcast consiste de un solo paquete de datos que es copiado y enviado hacia todos los nodos de la red. En estos tipos de transmisiones, el nodo fuente direcciona el paquete usando la dirección de broadcast. El paquete es enviado entonces por la red, la cual hace copias del paquete y envía una copia a cada nodo de la red. 3

4 TOPOLOGÍAS LAN Las topologías LAN definen la forma en la que están organizados los dispositivos en la red. Las cuatro topologías LAN más comúnmente utilizadas son: bus, anillo, estrella y árbol. Estas topologías son arquitecturas lógicas, pero los dispositivos actuales no necesitan estar organizados físicamente en estas configuraciones. Las topologías lógicas de bus y de anillo, por ejemplo, comúnmente están organizadas en forma física como una estrella. Una topología de bus es una arquitectura linear, las transmisiones desde las estaciones se propagan a lo largo del medio y son recibidas por las demás estaciones. Las redes Ethernet/IEEE incluyendo 100BaseT, implementan una topología de bus, la cual es ilustrada en la figura siguiente. Figura. Algunas redes implementan una topología lógica de bus. Una topología de anillo es una arquitectura LAN que consiste de una serie de dispositivos conectados entre sí por enlaces unidireccionales para formar un solo lazo cerrado. Ambas redes, Token Ring/IEEE y FDDI tan una topología de anillo. La figura siguiente ilustra una topología lógica de anillo. Figura. Algunas redes implementan una topología lógica de anillo. Una topología de estrella es una arquitectura LAN en la cual los puntos finales en una red están conectados a un hub central, o switch, a través de enlaces dedicados. Frecuentemente las topologías lógicas de bus y de anillo son implementadas físicamente en una topología de estrella, lo cual es ilustrado en la figura siguiente. Una topología de árbol es una arquitectura LAN que es idéntica a la topología de bus, excepto que ramas con múltiples nodos son posibles en este caso. 4

5 Figura. Una topología lógica de árbol puede contener múltiples nodos. 5

6 CONOCIENDO LA TARJETA DE INTERFAZ DE RED Los dispositivos de conectividad son aquellos dispositivos usados para hacer conexiones físicas a la red. Estos dispositivos operan en la Capa física del modelo OSI. Generalmente hablando estos dispositivos son pasivos en sus acciones, esto quiere decir que no hacen cambios en los datos o en la ruta de transmisión de los mismos. Estos dispositivos simplemente proporcionan el enlace físico entre estaciones de trabajo y otros dispositivos de red. NETWORK INTERFACE CARD (NIC, TARJETA DE INTERFAZ DE RED) Las NIC s son tarjetas de circuito impreso que son instaladas en las estaciones de trabajo. Las funciones de una tarjeta NIC son las siguientes: Establece la comunicación de la PC a la tarjeta NIC Buferización Formación de tramas Conversión serie-paralelo Codificación/decodificación de línea Acceso al medio de comunicación (ethernet, token ring) usando una dirección MAC (Medium Accesss Control); cada equipo en la red tiene una dirección física exclusiva que reside en la NIC Establecimiento de parámetros de transmisión Transmisión y recepción La NIC opera en la Capa 2 del modelo OSI (aunque en el sentido estricto abarca también a la Capa 1) 2.3. DESARROLLO PRÁCTICO: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓNDE LA NIC: En esta parte, el alumno deberá identificar la tarjeta de interfaz de red (NIC) de su computadora. Aprenderá a removerla y a volverla a instalar. 6

7 a) Antes que nada, es necesario tener apagada la PC. Proceda a desconectar todos los cables de corriente y de datos del CPU, para evitar descargas de corriente eléctrica. b) Retire el chasis de la computadora y localice la NIC, la cual identificará porque tiene un puerto RJ-45. Observe que está conectada al bus de la PC y asegurada por un tornillo. Proceda a desatornillarlo y retire la tarjeta (NOTA: Procure eliminar la estática de sus manos aterrizándose previamente). c) Vuelva a conectar todos los cables del CPU y encienda nuevamente la PC. Espere a que termine de cargar Windows. Vaya al Panel de Control y de doble clic sobre Red. Aparecerá una ventana con los adaptadores y los protocolos de red instalados. Seleccione cada uno de ellos y presione el botón que dice Quitar. Cuando haya terminado, presione Aceptar. El sistema operativo le preguntará si desea reiniciar la máquina. Elija Aceptar y espere a que reinicie. d) Cuando la máquina termine de reiniciar, revisamos de nuevo la ventana de Red y observaremos que ya no tenemos instalado ningún servicio. Ahora procederemos a instalarlo de nuevo. e) Apague el equipo, desconecte todos los cables del CPU e instale de nuevo la tarjeta de red. Encienda la computadora. f) Cuando esté iniciando, el software Plug and Play de Windows detectará el hardware de la NIC. Ignore todas las peticiones dando clic en Cancelar. Instalaremos la NIC manualmente CONFIGURACIÓN LÓGICA DE LA TARJETA DE RED La configuración física de la tarjeta se completa con su instalación de la tarjeta de interfaz de red dentro del chasis de la PC. El siguiente paso consiste en instalar el driver adecuado para dicha tarjeta así como el cliente, el protocolo y el servicio adecuados para su buen funcionamiento. g) Haga clic en el icono de Red en el Panel de Control, aparecerá el siguiente recuadro: 7

8 h) Procederemos a instalar el driver de red, para esto haga clic en Agregar y seleccione Adaptador. Aparecerá el siguiente recuadro: i) El driver de una tarjeta generalmente lo podemos obtener de Internet y guardarlo en un disco flexible o bien en el disco duro. Puesto que la última opción es nuestro caso haremos clic en examinar y seleccionaremos el directorio adecuado en nuestro disco duro. La ruta es: c:\intel, y el de los CABS de Windows es: c:\cabs. Tome en cuenta esto para cuando Windows solicite archivos del driver de red o de sistema operativo. Una vez seleccionada la ruta adecuada hagamos clic en Aceptar. 8

9 j) El sistema tomará el archivo correspondiente y aparecerá el siguiente recuadro: k) Después de esta operación el sistema deberá ser reiniciado, presione Aceptar: l) Si el sistema necesita más archivos para terminar la configuración de los que tiene en su subdirectorio de archivos cabs, basta con seleccionar el subdirectorio donde radica el driver de la tarjeta (disco duro o floppy): 9

10 m) Después de esto, nuevamente en el icono de Red en el panel de control seleccionaremos Agregar y después la opción Cliente: Esta será una red Microsoft, seleccionemos pues la opción correspondiente. 10

11 n) El protocolo de comunicaciones que emplearemos será NetBEUI: Este es el protocolo que permite la visualización de los miembros de la red en el Explorador de Windows o) Solo nos resta adicionar el servicio que permite compartir archivos e impresoras en una red Microsoft: 11

12 CREACIÓN DE UNA LAN USANDO DOS PCS Y UN CABLE CRUZADO a) Necesitará trabajar con el compañero de al lado. Una vez configurados el driver de la tarjeta de red, el NetBeui, y Compartir archivos e impresoras activado. Procederemos a conectar dos computadoras por medio de un cable cruzado. PREGUNTA: Porqué utilizamos un cable cruzado? b) Vaya de nuevo a las Propiedades de Red y en el icono de Identificación asigne un Nombre a la computadora y un Grupo de Trabajo. NOTA: El grupo de trabajo debe ser idéntico en las dos PCs. Reinicie nuevamente la máquina y al entrar debe escribir un Nombre de Usuario y una Contraseña. Asegúrese de escribirlas (las que usted elija). De otra manera, no podremos entrar a nuestra red. c) De doble clic sobre el icono Entorno de Red, que se encuentra en el escritorio y observemos lo que pasa cuando damos doble clic a Toda la Red. Anote sus comentarios: d) Para que nuestra red esté completa, debemos compartir algunos recursos de nuestra máquina a la de nuestro compañero. Para esto, compartiremos una carpeta de nuestro disco duro. Solamente hay que dar un clic sobre el botón derecho del ratón estando este señalando la carpeta elegida y seleccionar Compartir. Se abrirá una pequeña ventana en donde le volveremos a confirmar que queremos compartirla y daremos clic sobre Aceptar. e) Espere unos segundos. Abra el Explorador de Windows y busque en Entorno de Red la computadora de su compañero y la carpeta que está compartiendo. Copie y pegue esta carpeta a su propio disco duro. Anote sus observaciones: CREACIÓN DE UNA LAN USANDO UN HUB Ahora procederemos a crear una LAN con nuestras dos PCs, pero desconectaremos el cable cruzado que las enlaza y usaremos un hub. Tenga en cuenta que necesitaremos ahora dos cables, uno para cada PC. PREGUNTA: Qué tipo de cable usaremos para conectar las PCs a un hub? Anote sus observaciones: 12

13 CONEXIÓN DE NUESTRA LAN A INTERNET a) Usando nuestra LAN con el hub, podemos ahora conectar la LAN a Internet. Para esto, necesitaremos instalar los protocolos TCP/IP en las Propiedades de Red. b) Cuado se encuentre instalado, hacemos doble clic sobre TCP/IP y configuramos la Dirección IP de la máquina, la Puerta de Enlace, el Dominio y la Dirección IP de los servidores DNS. Consulte a su profesor sobre el direccionamiento que se utilizará. c) Conecte un cable ( cruzado o recto?) de cualquier puerto del Hub o el switch hacia la salida de Internet disponible en el laboratorio, como se muestra en la figura de abajo: Cable recto o cruzado? Internet HUB ó SWITCH Salida hacia Internet Cables rectos d) Configure y abra un explorador Web (Internet Explorer, Netscape, etc.). Verifique que la conexión a Internet está ya activa. Anote sus observaciones: 2.4. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Anote sus observaciones finales y sus conclusiones acerca de lo aprendido, tanto en el aula de clases como en el laboratorio. Discútalas con sus compañeros de equipo. 13

14 2.5. CUESTIONARIO: i) Por qué razón se hace necesario contar con un cable cruzado para conectar dos PC s? Cuál es la principal diferencia entre un cable cruzado y un cable recto? ii) Qué ocurre si no es instalado apropiadamente el driver de la tarjeta o si no es el adecuado? iii) Qué ocurre si no instala el servicio que permite compartir archivos e impresoras? iv) Es imprescindible contar con el subdirectorio que almacena los archivos cabs? De faltar éstos en su disco duro cómo solucionaría el problema? v) Cómo solucionaría el problema de conectar varias LAN entre sí cuando se encuentran en el mismo edificio? Qué sucedería si necesitara conectar LANs entre edificios o localidades diferentes? vi) Cuál es la diferencia entre un switch y un hub, y en qué casos debe de usarse cada uno de estos? 14

15 REFERENCIAS: ROBLEDO Sosa, Cornelio REDES DE COMPUTADORAS Segunda Edición, Ed. Politécnico. 15