Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 1

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2 Diseño de una red LAN. Uno de los pasos más importantes para garantizar el desarrollo de una red rápida y estable es el diseño de la red. Si una red no está diseñada de forma adecuada, pueden surgir muchos problemas imprevistos y se puede poner en peligro su crecimiento. El proceso de diseño es verdaderamente un proceso exhaustivo. Veremos una descripción general del proceso de diseño de las LAN. Además, los objetivos del diseño LAN, los problemas de diseño de red, la metodología del diseño de red y el desarrollo de las topologías LAN. En este Apunte iniciará el proceso de diseño LAN en un sitio específico dentro de la WAN de conexión del Instituto Superior Mariano Moreno. A medida que se presentan los conceptos y requisitos, podrá aplicarlos a su diseño de red. Debe asegurarse de cumplir con los siguientes requisitos: La LAN está pensada para servir a distintos "grupos de trabajo" del personal y a los estudiantes. El acceso a Internet desde cualquier sitio en el distrito, a través de la WAN, también es parte integral de esta implementación. Como esta implementación de red debe ser funcional durante 7-10 años como mínimo, todas las consideraciones de diseño deben incluir por lo menos un crecimiento de 100x (veces) en el rendimiento de la LAN, y un crecimiento de 10x (veces) en el rendimiento de la conexión de Internet. Se requiere un mínimo de 1,0 Mbps hacia cualquier computador host en la red. Solamente se pueden implementar dos protocolos enrutados en la red: TCP/IP. El diseño de una red puede ser una tarea fascinante e implica mucho más que simplemente conectar computadores entre sí. Una red requiere muchas funciones para ser escalable y fácil de administrar. Para diseñar redes confiables y escalables, los diseñadores de red deben darse cuenta de que cada uno de los componentes principales de una red tiene requisitos de diseño específicos. Inclusive una red compuesta por sólo cincuenta nodos, puede presentar complejos problemas que podrían tener consecuencias impredecibles. El intento de diseñar y desarrollar redes que contengan miles de nodos puede presentar problemas aún más complejos. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 2

3 El primer paso en el diseño de una LAN es establecer y documentar los objetivos de diseño. Estos objetivos son específicos para cada organización o situación. Sin embargo, los siguientes requisitos tienden a aparecer en la mayoría de los diseños de red: Funcionalidad: La red debe funcionar. Es decir, debe permitir que los usuarios cumplan con sus requisitos laborales. La red debe suministrar conectividad de usuario a usuario y de usuario a aplicación con una velocidad y confiabilidad razonables. Escalabilidad: La red debe poder aumentar de tamaño. Es decir, el diseño original debe aumentar de tamaño sin que se produzcan cambios importantes en el diseño general. Adaptabilidad: La red debe estar diseñada teniendo en cuenta las tecnologías futuras y no debe incluir ningún elemento que limite la implementación de nuevas tecnologías a medida que se tornan disponibles. Facilidad de administración: La red debe estar diseñada para facilitar su monitoreo y administración, con el objeto de asegurar una estabilidad de funcionamiento constante. Para poder diseñar una red LAn exitosa en estos primeros pasos, debemos comprender y organizar exitosamente un grupo de trabajo entre los Computadores. Una de las configuraciones comunes de una LAN es una red interna, a veces denominada "intranet". Los servidores Web de red interna son distintos de los servidores de Web públicos ya que, sin los requeridos permisos y contraseñas, el público no puede acceder a la red interna de una organización. Las redes internas están diseñadas para que sólo los usuarios que tienen privilegios de acceso a una LAN interna de una organización puedan acceder a ellas. Dentro de una red interna, los servidores de Web se instalan en la red y la tecnología del navegador se utiliza como el medio común para acceder a información, por ejemplo, datos financieros o datos basados en texto y gráficos que se guardan en esos servidores Computadoras. La adición de una red interna en una red es sólo una de varias aplicaciones y funciones de configuración que pueden proporcionar el aumento necesario sobre los niveles actuales en el ancho de banda de red. Los administradores de red también deben tener en cuenta la adquisición de equipos de escritorio sólidos para tener un acceso más veloz a las redes internas. Los nuevos equipos de escritorio y los servidores deben estar equipados con tarjetas de interfaz de red (NIC) Ethernet de 10/100 Mbps para suministrar la mayor flexibilidad de red posible, permitiendo de este modo que los administradores de red dediquen el ancho de banda a las estaciones finales individuales según sea necesario. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 3

4 Debe decidir cuidadosamente la selección y la ubicación de los dispositivos de networking que se utilizarán en la LAN para reducir la detección de colisiones y la contención de medios en una red. Contención se refiere a las colisiones excesivas en Ethernet provocadas por el exceso de dispositivos, cada uno de ellos con una gran demanda del segmento de red. La cantidad de Computadoras se torna excesiva cuando hay demasiados paquetes de clientes que solicitan servicios, demasiados paquetes de servidores que ofrecen servicios, demasiadas actualizaciones de tablas de enrutamiento y demasiados Equipos de otro tipo que dependen de los protocolos. Un nodo Ethernet obtiene acceso al cable disputando con otros nodos Ethernet por el derecho de hacer esto. Cuando la red aumenta de tamaño para incluir una mayor cantidad de nodos en el segmento o cable compartido, y estos nodos tienen cada vez más mensajes que deben transmitir, la probabilidad de que el nodo dispute con éxito su parte del cable se torna más difícil y la red se atasca. Todos los Equipos desde cualquier host en el mismo dominio de broadcast son visibles para todos los demás hosts en el mismo dominio de broadcast. Los Equipos deben ser visibles para todos los hosts en el dominio de broadcast para poder establecer la conectividad. La escalabilidad del dominio de ancho de banda depende de la cantidad total de tráfico y la escalabilidad de un dominio. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 4

5 Ante todo, debe comprender al cliente. En el caso del ISMM, debe hablar con los usuarios principales de la red, averiguar cuál es la ubicación geográfica, cuáles son sus aplicaciones actuales; cuáles son sus planes para el futuro y determinar cuáles serán las personas que lo ayudarán a diseñar la red. Una vez que haya reunido los datos acerca de la estructura de organización del distrito, debe: Determinar dónde fluye la información en el ISMM. Averiguar dónde residen los datos compartidos y quiénes los usan Determinar si se accede a datos ubicados fuera del distrito, por ejemplo, los datos en Internet Definir los temas o problemas que se deben tratar. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 5

6 La disponibilidad mide la utilidad de la red. Muchos elementos afectan la disponibilidad, incluyendo los siguientes: Rendimiento Tiempo de respuesta Acceso a los recursos Averigüe qué significa disponibilidad para el cliente. En el caso del ISMM, debe realizar un análisis detallado de las necesidades actuales y proyectadas para ayudar a que se cumplan estas necesidades. El análisis de los requisitos de la red incluye el análisis de la actividad del distrito y los objetivos técnicos. Necesita contestar las siguientes preguntas: Cuáles son las aplicaciones que se implementarán? Cuáles son las redes a las que se accederá? Cuáles son los criterios de éxito? Cuál es el nivel de confiabilidad que deben tener las LAN? Cómo se puede saber si el nuevo diseño tiene éxito? Una vez que han determinado los requisitos generales para la red, el siguiente paso es decidir cuál será la topología LAN general que satisface los requisitos del usuario. Nos concentraremos en la topología en estrella y la topología en estrella extendida. Como pudo observar, la topología en estrella/en estrella extendida utiliza una tecnología de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD) Ethernet Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 6

7 La razón por la cual en una topología en estrella CSMA/CD es que es, sin duda, la configuración dominante en la industria. Se examinará las topologías en estrella y en estrella extendida El cableado físico es uno de los componentes más importantes que se deben tener en cuenta al diseñar una red. Los temas de diseño incluyen el tipo de cableado que se debe utilizar (normalmente cable de cobre o fibra óptica) y la estructura general del cableado. Los medios de cableado incluyen tipos tales como par trenzado no blindado (UTP) Categoría 5 y cable de fibra óptica. Además de las limitaciones debidas a la distancia, debe evaluar cuidadosamente las ventajas y las desventajas de las diversas topologías, ya que es del cableado que depende la efectividad de la red. Si planea realizar cambios significativos en una red, debe realizar una auditoría de cableado completa para identificar las áreas que se deben actualizar y en las que se debe rehacer el tendido de cableado. El estándar TIA/EIA-568-A especifica que cada dispositivo conectado a la red debe estar conectado a una ubicación central a través de cableado horizontal. Esto es cierto si todos los hosts que necesitan acceder a la red están ubicados dentro de un límite de distancia de 100 metros para Ethernet UTP Categoría 5, como se especifica en los estándares TIA/EIA- 568-A. La tabla que aparece en la figura suministra una lista de los tipos de cable y sus características. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 7

8 Fast Ethernet es la Ethernet que se ha actualizado a 100 Mbps. Junto con el método familiar CSMA/CD para el Control de acceso al medio (MAC). El estándar Fast Ethernet en realidad se compone de varios estándares distintos basados en cable de par de cobre (100BASE-TX) y en cable de fibra óptica (100BASE-FX), y se utiliza para conectar el MDF al IDF. En el cableado horizontal, se puede aumentar el ancho de banda a 10 veces su tamaño realizando una nueva conmutación hacia un puerto de 100 Mbps en el switch y cambiando un hub de 10 Mbps por un hub de 100 Mbps. Cuando se establece el tamaño del switch LAN, es importante asegurarse de que haya suficientes puertos de 100 Mbps para permitir esta migración hacia un ancho de banda mayor. Es importante documentar la velocidad a la que funciona cada derivación de cable activa. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 8

9 Los routers proporcionan escalabilidad porque pueden servir como firewalls para los Equipos. Además, como las direcciones generalmente tienen estructura, los routers pueden proporcionar mayor escalabilidad al dividir las redes y las subredes, agregando, por lo tanto, estructura a las direcciones. En la tabla se indican las formas en que se puede producir una mayor escalabilidad en las redes: Cuando las redes se dividen en subredes, el último paso es desarrollar y documentar el esquema de direccionamiento IP que se utilizará en la red. La tecnología de enrutamiento filtra los broadcasts y los multicast de enlace de datos. Al agregar puertos de router con direcciones de red o subred adicionales, puede segmentar la internetwork según sea necesario. El direccionamiento y el enrutamiento de protocolo de red suministran escalabilidad incorporada. Al decidir si se van a utilizar routers o switches, recuerde que debe hacerse esta pregunta: " Cuál es el problema que quiero solucionar?". Si el problema está relacionado con los protocolos en lugar de la contención, los routers son la solución adecuada. Los routers solucionan los problemas de broadcasts excesivos, protocolos que no son escalables, temas de seguridad y direccionamiento de la capa de red. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 9

10 Uno de los pasos más importantes para garantizar el desarrollo de una red rápida y estable es el diseño de la red. Si una red no está diseñada de forma adecuada, pueden surgir muchos problemas imprevistos y se puede poner en peligro su crecimiento. Los objetivos de diseño LAN incluyen funcionalidad, escalabilidad, adaptabilidad y facilidad de administración. Los temas del diseño de red incluyen función y ubicación de los servidores, detección de colisiones, segmentación y ancho de banda versus dominios de broadcast. El proceso de diseño incluye lo siguiente: Reunión de los requisitos y las expectativas de los usuarios Determinación de los modelos del tráfico de datos actuales y futuros basados en el crecimiento y en las ubicaciones del servidor Documentación de la implementación de red física y lógica Nota: Para realizar la Documentación Depende del Administrador de red, se sugiere. Tener todos los diagramas y los pasos descriptos del trabajo para modificaciones futuras. Profesor Santiago Roberto Zunino. Página 10